Opće informacije o građevinskim materijalima.

U procesu izgradnje, eksploatacije i popravke zgrada i objekata, građevinski proizvodi i konstrukcije od kojih su podignuti izloženi su različitim fizičkim, mehaničkim, fizičkim i tehnološkim uticajima. Od hidrauličkog inženjera se traži da kompetentno odabere pravi materijal, proizvod ili strukturu koja ima dovoljnu otpornost, pouzdanost i izdržljivost za specifične uvjete.

PREDAVANJE #1

Opće informacije o građevinskim materijalima i njihovim osnovnim svojstvima.

Građevinski materijali i proizvodi koji se koriste u izgradnji, rekonstrukciji i popravci različitih zgrada i objekata dijele se na prirodne i umjetne, koje se pak dijele u dvije glavne kategorije: prva kategorija uključuje: ciglu, beton, cement, drvo, itd. koriste se prilikom izgradnje raznih elemenata zgrada (zidovi, plafoni, premazi, podovi). Do druge kategorije - posebne namjene: hidroizolacija, toplinska izolacija, akustika itd.

Glavne vrste građevinskih materijala i proizvoda su: građevinski materijali od prirodnog kamena od njih; veziva, neorganska i organska; šumski materijali i proizvodi od njih; hardver. U zavisnosti od namene, uslova izgradnje i eksploatacije zgrada i objekata biraju se odgovarajući građevinski materijali koji imaju određene kvalitete i zaštitna svojstva od izlaganja različitim spoljašnjim sredinama. S obzirom na ove karakteristike, svaki građevinski materijal mora imati određena konstrukcijska i tehnička svojstva. Na primjer, materijal za vanjske zidove zgrada trebao bi imati najnižu toplinsku provodljivost s dovoljnom čvrstoćom da zaštiti prostoriju od vanjske hladnoće; materijal konstrukcije za potrebe navodnjavanja i drenaže - vodootpornost i otpornost na naizmjenično vlaženje i sušenje; skupi kolnički materijal (asfalt, beton) mora imati dovoljnu čvrstoću i nisku habanje da izdrži saobraćajna opterećenja.

Prilikom klasifikacije materijala i proizvoda, mora se imati na umu da oni moraju imati dobre svojstva i kvalitete.

Nekretnina- karakteristika materijala koja se manifestuje u procesu njegove obrade, primjene ili rada.

Kvaliteta- skup svojstava materijala koji određuju njegovu sposobnost da ispuni određene zahtjeve u skladu sa svojom namjenom.

Svojstva građevinskih materijala i proizvoda dijele se u tri glavne grupe: fizičko, mehaničko, hemijsko, tehnološko i sl .

To hemijski odnosi se na sposobnost materijala da se odupru djelovanju kemijski agresivnog okruženja, izazivajući u njima reakcije izmjene koje dovode do uništenja materijala, promjene njihovih izvornih svojstava: topivosti, otpornosti na koroziju, otpornosti na propadanje, stvrdnjavanja.

Physical Properties: prosječna, nasipna, prava i relativna gustina; poroznost, vlažnost, gubitak vlage, toplotna provodljivost.

Mehanička svojstva: krajnja čvrstoća na kompresiju, napetost, savijanje, smicanje, elastičnost, plastičnost, krutost, tvrdoća.

Tehnološka svojstva: obradivost, otpornost na toplotu, topljenje, stvrdnjavanje i brzina sušenja.

Fizička i hemijska svojstva materijala.

Prosječna gustina ρ 0 masa m jedinica zapremine V 1 apsolutno suv materijal u svom prirodnom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .

Zapreminska gustina rasutog materijala ρ n masa m jedinica zapremine V n osušeni rastresiti materijal; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .

True Density ρ masa m jedinica zapremine V materijal u apsolutno gustom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .

Relativna gustina ρ(%) je stepen ispunjenja zapremine materijala čvrstom materijom; karakteriše ga odnos ukupne zapremine čvrste materije V u materijalu do cjelokupnog volumena materijala V 1 ili odnos prosječne gustine materijala ρ 0 na njegovu pravu gustoću ρ: , ili.

Poroznost P - stepen ispunjenosti zapremine materijala porama, šupljinama, gasno-zračnim inkluzijama:

za čvrste materijale: , za rastresite materijale:

Higroskopnost- sposobnost materijala da upija vlagu iz okoline i zgušnjava je u masi materijala.

VlažnostW (%) - odnos mase vode u materijalu min= m 1 - m na svoju masu u potpuno suvom stanju m:

Upijanje vode AT - karakteriše sposobnost materijala u kontaktu sa vodom da je apsorbuje i zadrži u svojoj masi. Razlikovati masu U m i volumetrijski In about upijanje vode.

Masovna apsorpcija vode (%) - omjer mase vode koju je materijal apsorbirao min na masu materijala u potpuno suvom stanju m:

Volumetrijska apsorpcija vode (%) - odnos zapremine vode koju materijal apsorbuje min/ ρ in do svoje zapremine u stanju zasićenom vodom V 2 :

Povrat vlage- sposobnost materijala da odaje vlagu.

Mehanička svojstva materijala.

Kompresivna snagaR – omjer prekidnog opterećenja P(N) na površinu poprečnog presjeka uzorka F(vidi 2). Ovisi o veličini uzorka, brzini primjene opterećenja, obliku uzorka i vlažnosti.

Zatezna čvrstoćaR R - omjer prekidnog opterećenja R na prvobitnu površinu poprečnog presjeka uzorka F.

Čvrstoća na savijanjeR i - određuju se na posebno izrađenim gredama.

Krutost- svojstvo materijala da daje male elastične deformacije.

Tvrdoća- sposobnost materijala (metal, beton, drvo) da se odupre prodiranju u njega pod stalnim opterećenjem čelične kugle.

PREDAVANJE №2

prirodni kameni materijali.

Klasifikacija i glavne vrste stijena.

Kao prirodni kameni materijali u građevinarstvu koriste se stijene koje imaju potrebna građevinska svojstva.

Prema geološkoj klasifikaciji, stijene se dijele na tri tipa:

1) magmatski (primarni), 2) sedimentni (sekundarni) i 3) metamorfno (modificirano).

1) Magmatske (primarne) stijene nastala kada se rastopljena magma koja se digla iz dubina zemlje ohladila. Strukture i svojstva magmatskih stijena u velikoj mjeri zavise od uslova hlađenja magme, te se stoga ove stijene dijele na duboko i izlio.

Duboke stijene nastale su tokom sporog hlađenja magme u dubinama zemljine kore pri visokim pritiscima gornjih slojeva zemlje, što je doprinijelo formiranju stijena guste zrnasto-kristalne strukture, visoke i srednje gustine i visoke tlačne čvrstoće. . Ove stijene imaju nisku apsorpciju vode i visoku otpornost na mraz. Ove stijene uključuju granit, sienit, diorit, gabro itd.

izlivajuće stene nastali su tokom oslobađanja magme na zemljinu površinu tokom relativno brzog i neujednačenog hlađenja. Najčešće izlivajuće stijene su porfir, dijabaz, bazalt i rastresite vulkanske stijene.

2) Sedimentne (sekundarne) stijene nastalih od primarnih (mamatskih) stena pod uticajem temperaturnih promena, sunčevog zračenja, dejstva vode, atmosferskih gasova itd. U tom pogledu sedimentne stene se dele na klastično (labavo), hemijski i organogena.

do klastično rastresite stijene uključuju šljunak, lomljeni kamen, pijesak, glinu.

Hemijske sedimentne stijene: krečnjak, dolomit, gips.

Organogene stijene: krečnjak, dijatomit, kreda.

3) Metamorfne (modificirane) stijene nastala od magmatskih i sedimentnih stijena pod utjecajem visokih temperatura i pritisaka u procesu podizanja i spuštanja zemljine kore. To uključuje škriljce, mermer, kvarcit.

Klasifikacija i glavne vrste materijala od prirodnog kamena.

Materijali i proizvodi od prirodnog kamena dobijaju se obradom stijena.

Putem dobijanja kameni materijali se dijele na fragmentirani kamen (ali) - miniraju se na eksplozivan način; grubo rezani kamen - dobiven cijepanjem bez obrade; drobljeni - dobiven drobljenjem (lomljeni kamen, umjetni pijesak); sortirani kamen (kaldrma, šljunak).

Kameni materijali po obliku se dijele na kamene nepravilnog oblika (lomljeni kamen, šljunak) i komadne proizvode koji imaju pravilan oblik (ploče, blokovi).

ruševina- oštrougaoni komadi stijena veličine od 5 do 70 mm, dobiveni mehaničkim ili prirodnim drobljenjem bute (hrapavog kamena) ili prirodnog kamena. Koristi se kao krupni agregat za pripremu betonskih mješavina, temelja.

Šljunak- zaobljeni komadi stijena veličine od 5 do 120 mm, koji se koriste i za pripremu umjetnih mješavina šljunka i lomljenog kamena.

- rastresita mješavina kamenih zrna veličine od 0,14 do 5 mm. Obično nastaje kao rezultat trošenja stijena, ali se može dobiti i umjetnim putem - drobljenjem šljunka, lomljenog kamena i komada stijena.

PREDAVANJE №3

Hidracijska (anorganska) veziva.

1. Vazdušna veziva.

2. Hidraulična veziva.

Hidracijska (anorganska) veziva nazivaju se fino usitnjeni materijali (prašci), koji kada se pomiješaju s vodom formiraju plastično tijesto koje se može stvrdnuti i dobiti na čvrstoći u procesu kemijske interakcije s njim, a pritom vežu unesene agregate u jedan monolit, najčešće kamene materijale ( pijesak, šljunak, lomljeni kamen), čime se formira umjetni kamen poput pješčenjaka, konglomerata.

Hidrostatička veziva se dijele na zrak(stvrdnjavanje i dobijanje snage samo na vazduhu) i hidraulični(otvrdnjavanje u vlažnom, prozračnom okruženju i pod vodom).

Građevinski vazdušni krečCaO - proizvod umjerenog pečenja prirodnih karbonatnih stijena na 900-1300°C CaCO3 sadrži do 8% glinenih nečistoća (krečnjak, dolomit, kreda, itd.). Pečenje se vrši u oknima i rotacionim pećima. Najrasprostranjenije osovinske peći. Prilikom sagorevanja krečnjaka u peći sa osovinom, materijal koji se kreće u oknu odozgo prema dole prolazi kroz tri zone uzastopno: zonu grejanja (sušenje sirovina i oslobađanje isparljivih materija), zonu pečenja (razgradnja materija) i zona hlađenja. U zoni grijanja krečnjak se zagrijava do 900°C zbog topline koja dolazi iz zone pečenja iz plinovitih produkata izgaranja. U zoni gađanja sagorevanje goriva i razlaganje krečnjaka CaCO3 na kreču CaO i ugljični dioksid CO2 na 1000-1200°C. U zoni hlađenja spaljeni krečnjak hladi se na 80-100°C hladnim vazduhom koji se kreće prema gore.

Kao rezultat prženja, ugljični dioksid se potpuno gubi i grudi, dobiva se živo vapno u obliku komadića bijele ili sive boje. Grudasto živo vapno je proizvod od kojeg se dobijaju različite vrste građevinskog zračnog vapna: mljeveno živo vapno u prahu, krečno tijesto.

Građevinski zračni vapno različitih vrsta koristi se u pripremi maltera za zidanje i gips, niskokvalitetne betone (rad u vazdušno suhim uslovima), proizvodnji gustih silikatnih proizvoda (cigle, krupni blokovi, paneli) i proizvodnji mešanih cementi.

Hidrotehnički i hidromeliorativni objekti a konstrukcije rade u uslovima stalne izloženosti vodi. Ovi teški uvjeti rada konstrukcija i konstrukcija zahtijevaju upotrebu veziva koja imaju ne samo potrebna svojstva čvrstoće, već i vodootpornost, otpornost na mraz i otpornost na koroziju. Takva svojstva posjeduju hidraulična veziva.

hidraulički kreč dobijeno umjerenim pečenjem prirodnih laporaca i laporastih krečnjaka na 900-1100°C. Lapor i laporov krečnjak koji se koriste za proizvodnju hidrauličnog vapna sadrže od 6 do 25% nečistoća gline i pijeska. Njegova hidraulička svojstva karakterizira hidraulični (ili glavni) modul ( m), koji predstavlja omjer u postotku sadržaja kalcijevih oksida prema sadržaju zbira oksida silicija, aluminija i željeza:

Hidraulično vapno je supstanca koja se sporo veže i sporo stvrdnjava. Koristi se za pripremu maltera, betona niskog kvaliteta, lakih betona, u proizvodnji mešanih betona.

Portland cement- hidraulično vezivo, dobijeno fugom, finim mlevenjem klinkera i dvovodnog gipsa. klinker- proizvod pečenja prije sinterovanja (na t> 1480°C) homogene, prirodne ili sirove mješavine krečnjaka ili gipsa određenog sastava. Sirova masa se peče u rotacionim pećima.

Portland cement se koristi kao vezivo u pripremi cementnih maltera i betona.

Šljaka Portland cement- u svom sastavu ima hidraulički dodatak u obliku granulirane, visokopećne ili elektrotermofosforne šljake, hlađene po posebnom režimu. Dobiva se zajedničkim mlevenjem portland cementnog klinkera (do 3,5%), šljake (20...80%) i gipsanog kamena (do 3,5%). Portland troska cement ima sporo povećanje čvrstoće u početnim fazama stvrdnjavanja, međutim, u budućnosti se brzina povećanja čvrstoće povećava. Osetljiv je na temperaturu okoline, otporan na meke sulfatne vode i smanjenu otpornost na mraz.

karbonatni portland cement dobijen zajedničkim mlevenjem cementnog klinkera sa 30% krečnjaka. Ima smanjeno oslobađanje toplote tokom stvrdnjavanja, povećanu otpornost.

PREDAVANJE №4

Građevinska rješenja.

Opće informacije.

Minobacači su pažljivo dozirane sitnozrnate mješavine koje se sastoje od neorganskog veziva (cement, kreč, gips, glina), finog agregata (pijesak, drobljena šljaka), vode i, po potrebi, aditiva (anorganskih ili organskih). U svježe pripremljenom stanju, mogu se polagati na podlogu u tankom sloju, ispunjavajući sve njegove nepravilnosti. Ne ljušte se, ne hvataju, stvrdnjavaju i ne dobijaju snagu, pretvarajući se u materijal nalik kamenu. Malteri se koriste u zidarskim, završnim, popravnim i drugim radovima. Klasificiraju se prema srednjoj gustini: teški sa srednjom ρ \u003d 1500 kg / m 3, lagan sa srednjim ρ <1500кг/м 3 . По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др.

Otopine pripremljene na jednoj vrsti veziva nazivaju se jednostavnim, pomiješanim od više veziva (cementno-krečno). Malteri pripremljeni sa vazdušnim vezivom nazivaju se vazdušni malteri (glina, kreč, gips). Sastav rastvora je izražen sa dva (jednostavna 1:4) ili tri (mešovita 1:0,5:4) broja, pokazujući zapreminski odnos količine veziva i finog agregata. U mješovitim otopinama, prvi broj izražava volumetrijski dio glavnog veziva, drugi - volumetrijski dio dodatnog veziva u odnosu na glavno. U zavisnosti od količine veziva i finog agregata, malterne mešavine se dele na masno- sadrži veliku količinu adstrigenta. Normalno- sa uobičajenim sadržajem adstrigenta. Mršav- sadrži relativno malu količinu veziva (niska plastičnost).

Za pripremu maltera bolje je koristiti pijesak sa zrncima koji imaju hrapavu površinu. Pijesak štiti otopinu od pucanja tijekom stvrdnjavanja, smanjuje njegovu cijenu.

Hidroizolacijska rješenja (vodootporna)- cementni malteri sastava 1: 1 - 1: 3,5 (obično masni), u koje se dodaju cerezit, natrijum amominat, kalcijum nitrat, željezni klorid, bitumenska emulzija.

ceresite- predstavlja masu bijele ili žute boje, dobijenu od anilitne kiseline, kreča, amonijaka. Ceresite ispunjava male pore, povećava gustoću otopine, čineći je vodootpornom.

Za proizvodnju hidroizolacijskih rješenja koristi se portland cement, portland cement otporan na sulfate. Pijesak se koristi kao fini agregat u hidroizolacijskim rješenjima.

Malteri za zidanje- koristi se pri polaganju kamenih zidova, podzemnih konstrukcija. To su cement-kreč, cement-glina, kreč i cement.

Završna (gipsana) rješenja- dijele se po namjeni na vanjske i unutrašnje, po lokaciji u malteru na pripremne i završne.

Akustična rješenja- laki malteri sa dobrom zvučnom izolacijom. Ova rješenja se pripremaju od portland cementa, portland cementa šljake, vapna, gipsa i drugih veziva koristeći lagane porozne materijale (plovac, perlit, ekspandirana glina, šljaka) kao punila.

PREDAVANJE #5

Obični beton na hidratacijskim vezivom.

1. Materijali za obični (topli) beton.

2. Projektovanje sastava betonske mješavine.

Beton- materijal od umjetnog kamena dobiven stvrdnjavanjem betonske mješavine, koji se sastoji od hidratiziranih veziva (cementiranje), sitnih (pijesak) i krupnih (drobljeni kamen, šljunak) agregata, vode i, po potrebi, aditiva doziranih u određenom odnos.

Cement. Prilikom pripreme betonske mješavine, vrsta cementa i njegova marka ovise o radnim uvjetima buduće betonske konstrukcije ili konstrukcije, njihovoj namjeni i načinu rada.

Voda. Za pripremu betonske smjese koristi se obična voda za piće, koja ne sadrži štetne nečistoće koje sprječavaju stvrdnjavanje cementnog kamena. Zabranjeno je koristiti otpadnu, industrijsku ili domaćinsku vodu, močvarnu vodu za pripremu betonske mješavine.

fini agregat. Kao fini agregat koristi se prirodni ili umjetni pijesak. Veličina zrna od 0,14 do 5 mm stvarne gustine preko ρ >1800 kg/m 3 . Vještački pijesak se dobija drobljenjem gustih, teških stijena. Pri ocjeni kvaliteta pijeska utvrđuje se njegova prava gustina, prosječna nasipna gustina, međuzrnasta šupljina, sadržaj vlage, sastav zrna i modul veličine. Osim toga, potrebno je istražiti i dodatne kvalitativne pokazatelje pijeska - oblik zrna (oštri ugao, zaobljenost...), hrapavost itd. Zrno ili granulometrijski sastav pijeska mora ispunjavati zahtjeve GOST 8736-77. Određuje se prosijavanjem osušenog pijeska kroz set sita s rupama veličine 5,0; 2.5; 1.25; 0,63; 0,315 i 0,14 mm. Kao rezultat prosijavanja uzorka pijeska kroz ovaj set sita, na svakom od njih ostaje talog tzv. privatnia i. Nalazi se kao omjer mase ostatka na datom situ m i na masu cijelog uzorka pijeska m:

Osim djelomičnih ostataka, pronađeni su i potpuni ostaci. ALI, koji su definirani kao zbir svih privatnih ostataka u % na gornjim sitima + privatni ostatak na ovom situ:

Na osnovu rezultata prosijavanja pijeska određuje se njegov modul finoće:

gdje ALI– ukupni ostaci na sitima, %.

Prema modulu finoće razlikuje se krupni pijesak ( M do >2.5), prosjek ( M k \u003d 2,5 ... 2,0), mali ( M k \u003d 2,0 ... 1,5), vrlo male ( M k \u003d 1,5 ... 1,0) .

Ucrtavanjem krivulje prosijavanja pijeska na grafikonu dozvoljenog zrnastog sastava utvrđuje se prikladnost pijeska za izradu betonske mješavine.

1 - laboratorijska kriva za prosijavanje pijeska i krupnog agregata, respektivno.

Od velike važnosti pri odabiru pijeska za betonsku mješavinu je njegova međuzrnasta praznina. VP(%) , što je određeno formulom:

ρ n.s.- nasipna gustina pijeska, g / cm 3;

ρ – stvarna gustina peska, g/cm 3 ;

Kod dobrih peska, međuzrnasta šupljina iznosi 30...38%, kod neravnozrnatih 40...42%.

krupni agregat. Kao krupni agregat betonske mješavine koristi se prirodni ili umjetni lomljeni kamen ili šljunak veličine zrna od 5 do 70 mm.

Kako bi se osigurao optimalan sastav zrna, krupni agregat se dijeli na frakcije ovisno o najvećoj veličini zrna. D max.; At D naib=20mm krupni agregat ima dve frakcije: od 5 do 10 mm i od 10 do 20 mm;

At D naib=40mm - tri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm i od 20 do 40 mm;

At D naib=70mm - četiri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm; od 20 do 40 mm; od 40 do 70 mm. Indeks intergranularne šupljine krupnog agregata ima veliki utjecaj na utrošak cementa u pripremi betonske mješavine. Vp.kr(%), koji se određuje sa tačnošću od 0,01% po formuli:

ρ n.cr je prosječna nasipna gustina krupnog agregata.

ρ c.cus je prosječna gustina krupnog agregata u komadu.

Indeks intergranularne praznine treba biti minimalan. Njegova manja vrijednost može se postići odabirom optimalnog sastava zrna krupnog agregata.

Zrnasti sastav krupnog agregata određuje se prosijavanjem osušenog krupnog agregata setom sita sa rupama veličine 70; 40; 20; deset; 5 mm, uzimajući u obzir njegov maksimum D naib i minimum D hiring finoća.

ruševina- obično veštački rastresiti materijal sa nezaobljenim grubim zrnima, dobijen drobljenjem stena, krupnog prirodnog šljunka ili veštačkog kamenja. Da biste utvrdili prikladnost lomljenog kamena, morate znati: pravu gustinu stijene, prosječnu gustinu lomljenog kamena, prosječnu nasipnu gustinu lomljenog kamena, relativnu međugranularnu prazninu i sadržaj vlage lomljenog kamena

Šljunak- rastresiti prirodni materijal sa zaobljenim, glatkim zrnima, nastalim u procesu fizičkog trošenja stijena. Za šljunak vrijede isti zahtjevi kao i za lomljeni kamen.

Aditivi. Unošenje aditiva u cement, malter ili betonsku mešavinu je jednostavan i praktičan način za poboljšanje kvaliteta cementa, maltera i betona. Omogućava značajno poboljšanje ne samo njihovih svojstava, već i tehničkih i operativnih pokazatelja. Aditivi se koriste u proizvodnji veziva, pripremi maltera i betonskih mešavina. Omogućuju vam promjenu kvalitete betonske mješavine i samog betona; utiče na obradivost, mehaničku čvrstoću, otpornost na mraz, otpornost na pukotine, vodootpornost, vodonepropusnost, toplotnu provodljivost, otpornost na okolinu.

Glavna svojstva betonske mješavine uključuju koheziju (sposobnost održavanja svoje uniformnosti bez raslojavanja tokom transporta, istovara), homogenost, sposobnost zadržavanja vode (ima značajnu ulogu u formiranju betonske strukture, stjecanju čvrstoće, vodootpornosti i smrzavanja otpornost), obradivost (njegova sposobnost da brzo uz minimalnu potrošnju energije dobije potrebnu konfiguraciju i gustoću, osiguravajući proizvodnju betona visoke gustoće).

Svježe pripremljena betonska smjesa mora biti dobro izmiješana (homogena), pogodna za transport do mjesta polaganja, uzimajući u obzir vremenske uslove, a otporna na odvajanje vode i raslojavanje.

Zadatak projektiranja i odabira sastava betonske mješavine uključuje odabir potrebnih materijala (vezivo i druge komponente) i uspostavljanje njihovog optimalnog kvantitativnog omjera. Na osnovu toga se dobija betonska mešavina sa zadatim tehnološkim svojstvima, kao i najekonomičniji i najtrajniji beton koji zadovoljava projektne i operativne zahteve uz najmanju moguću potrošnju cementa. Shodno tome, betonska mješavina projektovanog sastava mora imati nerazdvajanje, potrebnu obradivost, koheziju, a beton napravljen od ove mješavine mora imati tražena svojstva: gustinu, čvrstoću, otpornost na mraz, vodootpornost.

Najjednostavniji način dizajniranja sastava betonske mješavine je proračun po apsolutnim zapreminama, koji se temelji na činjenici da pripremljena, položena i zbijena betonska mješavina ne bi trebala imati šupljine.

Dizajn kompozicije provodi se korištenjem trenutnih preporuka i regulatornih dokumenata u sljedećem redoslijedu:

1. Dodijelite za datu marku betona Rb racionalna marka cementa Rc.

2. Odredite omjer vode i cementa V/C, za konvencionalni beton sa V/C ≥0,4: W/C=ARc/(Rb+0.5ARc) ; gdje Rc - marka cementa; Rb- marka betona; ALI- koeficijent koji uzima u obzir kvalitet upotrijebljenih komponenti.

3. Odredite približnu potrošnju vode po 1 m 3 betonske mješavine. Potrošnja vode potrebna za dobivanje betonske mješavine određene pokretljivosti ovisi ne samo o vrsti i najvećoj veličini agregata, već i o obliku i hrapavosti zrna.

4. Izračunajte potrošnju cementa (kg po 1 m 3 betona) prema pronađenom omjeru V/C i prihvaćena procijenjena potrošnja vode: ;

5. Potrošnja agregata izračunava se pod uslovom da je zbir apsolutnih zapremina svih sastavnih materijala betona jednak 1 m 3 položene i zbijene betonske mešavine:

C, V, P, Kr- cijena cementa, vode, pijeska, krupnog agregata po 1 m 3 smjese, kg.

ρ c, ρ c, ρ p, ρ kr- gustina ovih materijala, kg / m 3;

- njihove apsolutne zapremine, m 3.

Formule za određivanje potrošnje agregata (kg po 1m 3 betona):

krupni agregat:

r- koeficijent. odvajanje zrna krupnog agregata, uzeto približno (tabelarni podaci)

P cr– praznina velikog punila.

Ρ n.cr- nasipna gustina krupnog agregata.

fini agregat (pijesak):

6. Izračunajte izračunatu prosječnu gustinu betonske mješavine:

i izlazni koeficijent betona:

Odnos betona β treba biti unutar 0,55 ... 0,75.

Projektovani sastav betonske mješavine je specificiran na ispitnim serijama. Također provjeravaju pokretljivost betonske mješavine. Ako je pokretljivost betonske mješavine veća nego što je potrebno, tada se voda i cement dodaju u šaržu u malim obrocima, uz održavanje konstantnog omjera V/C sve dok pokretljivost betonske mješavine ne postane jednaka navedenoj. Ako je pokretljivost veća od navedene, tada mu se dodaje pijesak i krupni agregat (u porcijama od 5% prvobitne količine), uz zadržavanje odabranog omjera V/C. Na osnovu rezultata probnih serija vrši se prilagođavanje projektovanog sastava betonske mešavine, s obzirom da su u proizvodnim uslovima upotrebljeni pesak i krupni agregat u vlažnom stanju, a krupni agregat ima izvesnu upijanje vode, potrošnju ( l) potrebna voda za pripremu 1m 3 betonske mješavine određena je formulom:

AT- potrošnja pronađene (obračunate) vode, l / m 3

P, Cr- potrošnja pijeska i krupnog agregata, kg / m 3

WP, Wkr – sadržaj vlage pijeska i krupnog agregata, %.

U kr– upijanje vode grubog punila, %.

PREDAVANJE #6

1. Priprema, transport i polaganje betonske mješavine. Njega svježe postavljenog betona i kontrola kvaliteta.

2. Hidrotehnički beton.

3. Beton posebnih vrsta.

Betonske smjese se pripremaju u stacionarnim betonarama ili u pokretnim betonarima. Na kvalitet betonske smjese (homogenost) utječe kvalitet njenog miješanja u procesu pripreme. Vrijeme miješanja je nekoliko minuta. Ponovno miješanje betonske mješavine dopušteno je u roku od 3 ... 5 sati od trenutka pripreme. Najvažniji uvjet za pripremu betonske mješavine je pažljivo doziranje sastavnih materijala. Odstupanje u doziranju nije dozvoljeno više od ±1% po težini za cement i vodu, a ne više od ±2% za agregate. Pripremljena betonska mješavina se na mjesto polaganja dostavlja specijalnim vozilima. Trajanje transporta gotove betonske mješavine do mjesta polaganja ne smije biti duže od 1 sata. Trenutno se betonska mješavina polaže mehanizirano uz pomoć betonskih opločnika, razdjelnika betona. Zbijanje betonske mješavine tijekom polaganja osigurava kvalitetno popunjavanje svih praznina mješavinom. Vibracija je najčešća metoda zbijanja betonske mješavine. Kada betonska smjesa vibrira, trenje između njenih komponenti se smanjuje, fluidnost se povećava, smjesa prelazi u stanje teške viskozne tekućine i zbija se pod djelovanjem vlastite težine. Tokom procesa zbijanja, iz betonske smjese se uklanja zrak i beton dobiva dobru gustoću. Za poboljšanje betona koji formira strukturu, za povećanje njegove čvrstoće, otpornosti na mraz, vodootpornosti, revibracija betonske mješavine se koristi nakon 1,5-2 sata. od trenutka prve vibracije.

Odgovarajuća briga o svježe položenom betonu neophodna je za dobivanje betona visokog kvaliteta. Nebriga za svježe položen beton može rezultirati betonom lošeg kvaliteta. Glavne mjere njege betona su prekrivanje dobro navlaženom vrećom, pijeskom, piljevinom, premazivanje sastavom za stvaranje filma. Pokrivanje treba biti najkasnije 30 minuta nakon zbijanja betonske mješavine.

Zimi postoje sljedeći načini njege: negrijani i sa umjetnim grijanjem. Metode bez grijanja uključuju termo metode s aditivima protiv smrzavanja. Umjetno grijanje betona vrši se električnim grijanjem, parnim grijanjem, grijanjem zraka.

Beton koji se koristi u izgradnji hidrotehničkih objekata i objekata za navodnjavanje, stalno ili periodično ispran vodom, naziva se hidraulički inženjering. Hidraulički beton mora imati ne samo čvrstoću, otpornost na mraz, već i vodootpornost i vodootpornost, što će osigurati njegov dug vijek trajanja u vodenom okruženju.

Ovisno o lokaciji u odnosu na vodostaj, hidraulički beton u objektima ili građevinama dijeli se na pod vodom- stalno u vodi; zone varijabilnog nivoa- podvrgnuti periodičnom pranju vodom; površine- nalazi se iznad zone varijabilnog nivoa. Prema površini konstrukcija, hidraulički beton se dijeli na masivni i nemasivni, a prema lokaciji u konstrukciji na vanjsku i unutarnju zonu.

Glavna konstrukcijska i tehnička svojstva hidrauličkog betona- vodootpornost, otpornost na mraz, upijanje vode, čvrstoća, otpornost na agresivne učinke vode, oslobađanje topline, trajnost, pokretljivost i krutost betonske mješavine.

Portland cement se koristi kao vezivo za hidraulične betone. Da bi se poboljšao kvalitet hidrotehničkog betona, preporučuje se uvođenje aditiva u njega, koji mogu smanjiti zapreminsko širenje, skupljanje i potražnju za vodom. Pijesak za hidrotehnički beton koristi se krupni, srednje i sitni prirodni ili umjetni, od tvrdih i gustih stijena. Kao krupni agregat za hidraulički beton koriste se šljunak, lomljeni kamen iz stijena.

Ekstra težak beton- koristi se za posebne zaštitne konstrukcije (za zaštitu od radioaktivnog djelovanja). Ima prosječnu gustinu od preko 2500 kg/m 3 . Magnetit, limonit, hidrogenit, hematit, barit se koriste kao punilo, što određuje naziv betona - magnetit, limonit, barit,... Veziva u ovom betonu su portland cement, portland šljaka cement i aluminijski cement.

beton za put- koristi se u izgradnji puteva, aerodroma, gradskih ulica. Za pripremu betonske mješavine koriste se visokokvalitetni materijali. Plastificirani portland cement se koristi kao vezivo.

suhi beton- ovo je suva betonska mešavina, fabrički dozirana od suvih komponenti (cement, pesak, krupni agregat...). Na mestu polaganja betonska mešavina se meša sa vodom u betonskim mešalicama ili direktno u mikserima.

PREDAVANJE №7

Betonski i armiranobetonski proizvodi u izgradnji navodnjavanja i drenaže.

Opće informacije.

Armiranog betona- Ovo je vještački materijal koji predstavlja beton, unutar kojeg se nalazi čelična armatura. Čelična armatura dobro opaža ne samo tlačne, već i vlačne sile koje se javljaju u konstrukciji tijekom ekscentrične kompresije, napetosti i savijanja. Armiranobetonske konstrukcije mogu biti monolitne, kada se betoniranje izvodi direktno na gradilištu, i montažne, kada se konstrukcije proizvode u tvornicama.

Prefabrikovani betonski i armiranobetonski proizvodi se klasifikuju prema vrsti betona: cementni, silikatni; unutrašnja struktura: čvrsta i šuplja; po dogovoru: za stambene, javne, industrijske, vodoprivredne i druge zgrade i objekte.

Armiranobetonske konstrukcije, konstrukcije i proizvodi izrađuju se od običnog betona klase najmanje 200, lakog betona klase najmanje 50 i gustog silikatnog betona klase najmanje 100. Za izradu betona koristi se beton klase 200. lako opterećeni betonski i armiranobetonski proizvodi, koji rade uglavnom na kompresiju. Betonske klase 300, 400, 500, 600 koriste se u proizvodnji armiranobetonskih proizvoda visoke nosivosti.

Beton koji se koristi za pripremu betonskih i armiranobetonskih proizvoda, konstrukcija i konstrukcija za potrebe navodnjavanja treba da obezbedi njihovu pouzdanost i trajnost.

Za formiranje običnih (nenapregnutih) armiranobetonskih monolitnih konstrukcija, kao i montažnih proizvoda i konstrukcija, zavarenih mreža i okvira, koriste se valjane mreže od toplo valjane čelične armature. U proizvodnji nenapregnutih konstrukcija i proizvoda koriste se žice visoke čvrstoće i armaturna užad. Armatura je prethodno rastegnuta (zategnuta). Zatezanje armature se vrši prije betoniranja uz pomoć raznih ankera i stezaljki. Nakon polaganja, stvrdnjavanja betonske mješavine i dobijanja čvrstoće betonom, krajevi armature se oslobađaju (odsječu) i, u nastojanju da se vrati u prvobitno stanje, napreza (sabija) beton. Prilikom ugradnje napregnutih konstrukcija, armatura se postavlja u posebne kanale, nakon čega se rastegne na način da se u procesu rastezanja ovi elementi sabijaju u konstrukciju. Nakon postizanja potrebnog pritiska konstrukcije i rastezanja armature, njeni krajevi se ankeruju, a kanali u kojima armatura prolazi monolitni cementnim malterom visoke čvrstoće. Kada otopina dobije potrebnu čvrstoću, krajevi armature se odsječu, zbog čega konstrukcija dobiva napetost, što omogućava povećanje njene nosivosti.

Prefabricirani betonski proizvodi.

Odvodne cijevi od zemljanog silikatnog betona izrađuju se od mješavine lokalnog tla (pijesak, pješčana ilovača, ilovača), mljevene šljake i alkalne komponente. Dužina cijevi 333 mm, unutrašnji prečnik 50; 70; 100; 150 mm, debljina stijenke 10; petnaest; 20 mm. Imaju visoku nosivost, otpornost na mraz. Koriste se u izradi zatvorenih drenažnih odvlaživača.

Odvodne cijevi od filter betona proizvedeno presovanjem sloj po sloj. Dužina cevi 500, 600, 900 mm, unutrašnji prečnik 100, 150 i 200 mm, debljina zida 25, 30, 40 mm. Namijenjeni su za uređenje zatvorene drenaže.

temeljnih stubova, izrađeni od betona marke 100, koriste se kao stubni temelji za drvene zgrade od brvnara, panela i okvira.

Proizvodi i konstrukcije od armiranog betona.

Temeljni blokovi za tacne imaju marke F-12-6, F15-9, F18-9, F21-12, gdje prva cifra označava dužinu L, drugi je širina AT blok. Izrađuju se od hidrotehničkog betona klase najmanje 200.

Tacne parabolične sekcije za sisteme za navodnjavanje imaju utičnicu na jednoj strani i glatki kraj na drugoj strani. Puštaju se u opuštenoj (LR) dužini L=6000 mm, i napregnuta (SSR) dužina L= klase 8000 mm, respektivno, LR-4; LR-6; LR-8; LR-10 i LRN-4; OSR-6; OSR-8; LRN-10, gdje broj označava dubinu tacni H u dm. Tacne su izrađene od hidrotehničkog betona 300.

Staklo i proizvodi od stakla.

Staklo- prehlađena talina složenog sastava od mješavine silikata i drugih supstanci. Proizvodi od livenog stakla podvrgavaju se posebnoj termičkoj obradi - pečenju.

Prozorsko staklo proizvodi se u limovima dimenzija od 250x250 do 1600x2000mm dva razreda. Po debljini staklo se dijeli na jednostruko (debljine 2 mm), jedno i pol (2,5 mm), dvostruko (3 mm) i zadebljano (4 ... 6 mm).

Staklo za vitrine proizvodi se polirani i nepolirani u obliku ravnih ili savijenih limova debljine 6..12 mm. Koristi se za zastakljivanje izloga i otvora.

Limasto staklo visoke refleksije- ovo je obično prozorsko staklo, na čiju se površinu nanosi tanak prozirni film koji reflektira svjetlost napravljen na bazi titanovog oksida. Staklo sa filmom reflektuje do 40% dolaznog svjetla, prijenos svjetlosti je 50 ... 50%. Staklo smanjuje pogled izvana i smanjuje prodor sunčevog zračenja u prostoriju.

Stakleni lim radioprotektivni- ovo je obično prozorsko staklo, na čiju se površinu nanosi tanak prozirni film. Projekciona folija se nanosi na staklo tokom njegovog formiranja na mašinama. Propustljivost svetlosti ne manje od 70%

Ojačano staklo- izrađuju se na proizvodnim linijama metodom kontinuiranog valjanja uz istovremeno valjanje unutar lima od metalne mreže. Ovo staklo ima glatku površinu s uzorkom i može biti bezbojno ili u boji.

Staklo koje apsorbuje toplotu ima sposobnost da apsorbuje infracrvene zrake sunčevog spektra. Namijenjen je za zastakljivanje prozorskih otvora kako bi se smanjio prodor sunčevog zračenja u prostorije. Ovo staklo propušta zrake vidljive svjetlosti za najmanje 65%, a infracrvene zrake ne više od 35%.

staklene cijevi izrađuju se od običnog prozirnog stakla metodom vertikalnog ili horizontalnog rastezanja. Dužina cevi 1000…3000 mm, unutrašnji prečnik 38-200 mm. Cijevi izdržavaju hidraulički pritisak do 2MPa.

Sitally dobijen uvođenjem posebne kompozicije katalizatora kristalizacije u rastopljenu staklenu masu. Proizvodi se formiraju iz takve taline, zatim se hlade, zbog čega se rastaljena masa pretvara u staklo. Prilikom naknadne toplinske obrade stakla dolazi do njegove potpune ili djelomične kristalizacije - formira se sital. Imaju visoku čvrstoću, nisku prosječnu gustoću, visoku otpornost na habanje. Koriste se u oblaganju vanjskih ili unutarnjih zidova, proizvodnji cijevi, podnih ploča.

stemalit predstavlja limeno staklo različite teksture, s jedne strane presvučeno gluhim keramičkim kristalima različitih boja. Izrađuje se od nepoliranog displeja ili kotrljajućeg stakla debljine 6 ... 12 mm. Koristi se za spoljašnje i unutrašnje oblaganje zgrada, izradu zidnih panela.

PREDAVANJE #8

Materijali od umjetnog kamena koji se ne peče i proizvodi na bazi hidratacijskih veziva.

Nepečeni materijali i proizvodi od umjetnog kamena izrađuju se od mješavine veziva, vode i agregata njihovim formiranjem i odgovarajućom obradom. Po vrsti veziva dijele se na silikatne, krečno-šljake, gas-silikatne, gazirane betone, gips, gips-beton, azbest-cement itd.

Prema uslovima očvršćavanja- dijele se na proizvode koji stvrdnjavaju tokom autoklava i termičke obrade i na proizvode koji očvršćuju u vlažnoj sredini.

Materijali i proizvodi autoklavnog stvrdnjavanja.

Za proizvodnju autoklaviranih proizvoda široko se koriste lokalni materijali: kreč, kvarcni pijesak, industrijski otpad.

Čvrsti i vodootporni autoklavski materijali i proizvodi se dobijaju kao rezultat hemijske interakcije fino mlevenih komponenti vapna i silicijum dioksida tokom njihovog hidrotermalnog tretmana u parnom okruženju na 175°C u autoklavu pod pritiskom od 0,8 ... 1,4 MPa. Kao rezultat kemijske reakcije nastaje izdržljiva i vodootporna tvar (kalcij silikat) koja cementira čestice pijeska, formirajući umjetni kamen. Autoklavni materijali i proizvodi mogu imati i gustu i ćelijsku strukturu.

Autoklavirani silikatni beton- mješavina vapno-silicijumskog veziva, pijeska i vode. Kao veziva koriste se krečno-pucolanski, krečno-šljakasti i vapneno-pepeljasti cementi. Proizvodi od silikatnog autoklaviranog betona imaju dovoljnu otpornost na mraz, otpornost na vodu i hemijsku otpornost na neke agresivne sredine. Veliki, gusti, silikatni zidni blokovi su napravljeni od autoklaviranog silikata.

Autoklavirani celularni beton pripremljen od homogene mješavine mineralnog veziva, komponente silicijum dioksida, gipsa i vode. Vezivni materijali su portland cement, mljeveno kuhano vapno. Prilikom izlaganja proizvoda prije autoklaviranja iz njega se oslobađa vodonik, uslijed čega se u homogenom plastično-viskoznom vezivnom mediju formiraju sitni mjehurići. U procesu ispuštanja plina, ovi mjehurići se povećavaju u veličini, stvarajući sferoidne ćelije u cijeloj masi mješavine ćelijskog betona.

Tokom autoklavnog tretmana pod pritiskom od 0,8..1.2 MPa u okruženju visoke vlažnosti zraka i pare na 175 ... 200 ° C, dolazi do intenzivne interakcije veziva sa komponentama silicijum dioksida sa stvaranjem kalcijum silikata i drugih cementirajućih neoplazmi. , zbog čega struktura celularnog visokoporoznog betona dobija čvrstoću.

Od celularnog betona izrađuju se jednoredni rezani paneli, zidni i veliki blokovi, jednoslojni i dvoslojni zidni šarnirski paneli, jednoslojne ploče međuspratne i potkrovlja.

silikatna cigla oblikovano na posebnim presama od pažljivo pripremljene homogene mješavine čistog kvarcnog pijeska (92 ... 95%), zračnog vapna (5 ... 8%) i vode (7 ... 8%). Nakon presovanja, cigla se pari u autoklavu u sredini zasićenoj parom na 175°C i pritisku od 0,8 MPa. Pravljenje cigle single dimenzija 250x120x65mm i modularni(jedan i po) dimenzija 250x120x88mm; čvrsta i šuplja, prednja i obična. Marka cigle: 75, 100, 125, 150, 200, 250.

Proizvodi od azbestnog cementa.

Za proizvodnju azbestno-cementnih proizvoda koristi se azbestno-cementna mješavina koja se sastoji od azbesta finih vlakana (8 ... 10%), portland cementa za azbestno-cementne proizvode i vode. Nakon što se smjesa stvrdne, formira se vještački azbestno-cementni kameni materijal, a to je cementni kamen. Za proizvodnju azbestno-cementnih proizvoda, III-IV razreda azbesta, Portland cementa za azbestno-cementne proizvode razreda 300, 400, 500 ili pješčanog cementa, koji se sastoji od portland cementa i fino mljevenog kvarcnog pijeska i vode temperature 20 .. 25°C, ne sadrži nečistoće gline, organske materije i mineralne soli.

Cijevi netlačne i tlačne vodovodne cijevi, za polaganje telefonskih kablova i plinskih cijevi pravilnog su cilindričnog oblika. Glatke su i bez pukotina. Cijevi bez pritiska koristi se pri polaganju protočnih unutarnjih i vanjskih cjevovoda koji transportuju butove i atmosferske otpadne vode; u izgradnji beztlačnih cevnih hidrauličnih konstrukcija i drenažnih kolektora drenažnih sistema; za podzemno kabliranje. tlačne cijeviširoko se koristi u izgradnji podzemnih vodovoda, savremenih automatizovanih sistema za navodnjavanje, toplovodnih mreža.

Ploče su ravne oblaganje presovanih proizvoda nefarbano, farbano. Koriste se za oblaganje zidova, pregradne ploče. Dužina im je 600…1600 mm, širina 300…1200, debljina 4…10 mm.

Gips i proizvodi od gipsanih betona.

Proizvodi na bazi gipsanih veziva imaju relativno malu gustoću, dovoljnu čvrstoću, vatrootporni su, imaju visoka zvučna i toplinska izolacijska svojstva i laki su za obradu (piljenje, bušenje). Za povećanje otpornosti na vlagu i vodu gipsanih proizvoda u njihovoj proizvodnji koriste se gips-cement-pucolonic i gips-troska-cement-pucolam. veziva, prekrijte ih vodootpornim vodootpornim zaštitnim bojama ili pastama. Proizvodi na bazi gipsanih veziva izrađuju se od gipsanog tijesta, gipsanog maltera ili gips betona sa mineralnim agregatima (pijesak, ekspandirani glineni šljunak...) i organskim punilima (piljevina, strugotine, trska...). Gips i gips-betonski proizvodi imaju značajnu krhkost, stoga se prilikom njihove proizvodnje uvode armaturni materijali u obliku drvenih letvica, trske, metalnih okova (mreža, žica...)

Gipsane obloge od gipsanog lima, obostrano obloženog kartonom. Gipsani lim se priprema od mješavine građevinskog gipsa sa mineralnim ili organskim dodacima. Koriste se za unutrašnje oblaganje zidova, pregrada, plafona zgrada.

Gipsane ploče za pregrade izrađuju se od mješavine građevinskog gipsa sa mineralnim ili organskim punilima. Ploče se proizvode pune i šuplje debljine 80 ... 100 mm. Gipsane i gips-betonske pregradne ploče koriste se za izgradnju pregrada unutar objekta.

Gips-betonske ploče za podloge izrađene su od gipsanog betona tlačne čvrstoće od najmanje 7 MPa. Imaju drveni okvir stalka. Dimenzije panela određene su dimenzijama prostorija. Paneli su dizajnirani za podove od linoleuma, pločice u prostorijama sa normalnom vlažnošću.

Gipsani ventilacioni blokovi izrađuju se od građevinskog gipsa tlačne čvrstoće od 12 ... 13 MPa ili od mješavine gips-cementno-pucolanskog veziva sa aditivima. Blokovi su namijenjeni za uređenje ventilacijskih kanala u stambenim, javnim i industrijskim zgradama.

PREDAVANJE #9

Umjetni materijali za pečenje

Opće informacije.

Umjetni materijali i proizvodi za pečenje (keramika) dobivaju se pečenjem na 900...1300°C izlivene i osušene glinene mase. Kao rezultat pečenja, glinena masa se pretvara u umjetni kamen, koji ima dobru čvrstoću, veliku gustoću, vodootpornost, vodootpornost, otpornost na mraz i izdržljivost. Sirovina za proizvodnju keramike je glina u koju se u pojedinim slučajevima unose posni dodaci. Ovi aditivi smanjuju skupljanje proizvoda tokom sušenja i pečenja, povećavaju poroznost i smanjuju prosječnu gustoću i toplinsku provodljivost materijala. Kao aditivi se koriste pijesak, drobljena keramika, šljaka, pepeo, ugalj, piljevina. Temperatura pečenja zavisi od temperature na kojoj se glina počinje topiti. Keramički građevinski materijali dijele se na porozne i guste. Porozni materijali imaju relativnu gustinu do 95% i upijanje vode ne više od 5%; njihova tlačna čvrstoća ne prelazi 35 MPa (cigla, drenažne cijevi). Gusti materijali imaju relativnu gustoću veću od 95%, apsorpciju vode manju od 5%, tlačnu čvrstoću do 100Mpa; izdržljive su (podne pločice).

Keramički materijali i proizvodi od topljivih glina.

1) Obične glinene opeke plastičnog presovanja izrađuju se od gline sa ili bez dodataka za razrjeđivanje. Cigla je paralelepiped. Razrede opeke: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75.

2) Cigla (kamena) keramička šuplja plastična preša se proizvodi za polaganje nosivih zidova jednospratnih i višespratnih zgrada, enterijera, zidova i pregrada, fasadnih zidova od opeke. Klasa opeke: 150, 125, 100 i 75.

3) Laka građevinska opeka se proizvodi kalupovanjem i pečenjem mase gline sa gorućim aditivima, kao i mešavine peska i gline sa gorućim aditivima. Veličina opeke: 250x120x88mm, klase 100, 75, 50, 35.

Obične glinene opeke koriste se za polaganje unutrašnjih i vanjskih zidova, stupova i drugih dijelova zgrada i objekata. Šuplje glinene i keramičke opeke koriste se za polaganje unutrašnjih i vanjskih zidova zgrada i objekata iznad hidroizolacijskog sloja. Lagana cigla se koristi za polaganje vanjskih i unutrašnjih zidova zgrada s normalnom vlažnošću u zatvorenom prostoru.

4) crijepovi izrađuju se od masne gline pečenjem na 1000...1100°C. Visokokvalitetne pločice, kada se lagano udare čekićem, proizvode jasan zvuk bez zveckanja. Snažan je, veoma izdržljiv i otporan na vatru. Nedostaci - visoka prosječna gustoća, što čini noseću konstrukciju krova težom, krhkost, potreba za uređenjem krovova s ​​velikim nagibom kako bi se osigurao brz protok vode.

5) Odvodne keramičke cijevi od gline sa ili bez mršavih dodataka, unutrašnjeg prečnika 25...250 mm, dužine 333, 500, 1000 mm i debljine stijenke 8...24 mm. Izrađuju se u ciglama ili specijalnim fabrikama. Drenažne keramičke cijevi se koriste u izgradnji sistema za odvodnju i ovlaživanje i navodnjavanje, kolektorsko-drenažnih vodova.

Keramički materijali i proizvodi od vatrostalne gline.

1) Kamen za podzemne kolektore je trapezoidnog oblika sa bočnim žljebovima. Koristi se pri postavljanju podzemnih kolektora prečnika 1,5 i 2 m, pri izgradnji kanalizacionih i drugih objekata.

2) Fasadne keramičke pločice se koriste za oblaganje zgrada i konstrukcija, panela, blokova.

3) Keramičke kanalizacione cijevi izrađuju se od vatrostalne i vatrostalne gline sa mršavim aditivima. Imaju cilindrični oblik i dužinu 800, 1000 i 1200 mm, unutrašnji prečnik 150…600 m.

4) Podne pločice prema vrsti prednje površine dijele se na glatke, hrapave i reljefne; po boji - jednobojni i višebojni; u obliku - kvadratni, pravougaoni, trouglasti, heksagonalni, tetraedarski. Debljina pločica 10 i 13 mm. Koristi se za podove u prostorijama industrijskih, vodoprivrednih objekata sa vlažnim režimom.

PREDAVANJE №10

Koagulacijska (organska) veziva.

Malteri i betoni na njihovoj osnovi.

Organska veziva koja se koriste u izgradnji hidroizolacija, u proizvodnji hidroizolacijskih materijala i proizvoda, kao i hidroizolacijskih i asfaltnih rješenja, asfalt betona, dijele se na bitumen, katran, bitumen-katran. Dobro se rastvaraju u organskim rastvaračima (benzin, kerozin), vodootporni su, mogu da prelaze iz čvrste u plastičnu, a zatim u tečnost kada se zagrevaju, imaju visoku adheziju i dobro prianjanje na građevinske materijale (beton, cigla, drvo).

bitumenski materijali.

Bitumeni se dijele na prirodne i umjetne. U prirodi je čisti bitumen rijedak. Obično se bitumen ekstrahuje iz planinskih sedimentnih poroznih stijena impregniranih njime kao rezultat podizanja nafte iz donjih slojeva. Veštački bitumen se dobija tokom prerade nafte, kao rezultat destilacije gasova (propan, etilen), benzina, kerozina, dizel goriva iz njegovog sastava.

prirodni bitumen- čvrsta ili viskozna tečnost koja se sastoji od mešavine ugljovodonika.

asfaltnih stijena- stene impregnirane bitumenom (krečnjaci, dolomiti, peščari, peskovi i gline). Bitumen se iz njih izdvaja zagrijavanjem, ili se ove stijene koriste u mljevenom obliku (asfaltni prah).

asfaltiti- stijene koje se sastoje od čvrstog prirodnog bitumena i drugih organskih tvari koje su nerastvorljive u ugljičnom disulfidu.

Katran materijali.

Tar dobijeno suhom destilacijom (zagrijavanje na visokim temperaturama bez pristupa zraka) kamenog ili mrkog uglja, treseta, drveta. U zavisnosti od sirovine, katran se deli na ugljeni, lignit, treset i drveni katran.

Ugljeni katran- viskozna tamno smeđa ili crna tekućina koja se sastoji od ugljovodonika.

smola od katrana- crna čvrsta tvar dobivena nakon destilacije gotovo svih frakcija ulja iz katrana.

Katran ugljena, smola, kada se zagrije ili rastvori, stvara otrovne pare, tako da se mora paziti pri radu s njima.

asfaltna rješenja.

Asfaltna rješenja koriste se za ugradnju hidroizolacijskih žbuka i premaza, trotoara, podova. Mogu biti vruće (livene) i hladne. Sastav asfaltnih otopina odabire se ovisno o uvjetima njihovog rada u konstrukcijama.

hladnog asfaltnog maltera izrađuju se od mješavine naftnog bitumena (5...10%) sa dodatkom rastvarača (benzena), mineralnog punila u prahu (krečnjak, dolomit) i čistog suhog pijeska, pomiješanog u posebnim miješalicama za malter zagrijane na 110... 120 °C. Stvrdnjavanje hladnog asfaltnog maltera nastaje kao rezultat isparavanja rastvarača.

vrući asfaltni malter izrađuju se od mješavine bitumena (ili katrana, smole), mineralnog punila u prahu i pijeska. Smjesa komponenti vrućeg asfaltnog rastvora se miješa u posebnim miješalicama uz zagrijavanje do 120...180°C. Asfaltni rastvor se polaže u slojevima u vrućem stanju uz valjanje svakog sloja valjcima.

asfalt betona.

Asfalt betoni se pripremaju u specijalizovanim asfaltnim postrojenjima ili instalacijama. Ovisno o namjeni, dijele se na cestovne, za podove; ovisno o sastavu - u bitumene i katran; zavisno od temperature polaganja - hladno i toplo.

Hladni asfalt beton Polagati u slojevima na suhe ili blago vlažne površine uz lagano valjanje. Izrađuje se od mješavine tečnog bitumena, rastvarača, mineralnog punila u prahu (krečnjak, pijesak), čistog lomljenog kamena i pijeska miješanjem i zagrijavanjem.

PREDAVANJE №11

polimernih materijala.

Opće informacije.

Polimerni materijali su prirodni ili sintetički organski spojevi visoke molekularne težine koji se sastoje od ogromnog broja atoma. Strukturu polimernih molekula može imati linearni ili volumetrijski karakter. Polimeri, čiji molekuli imaju linearna struktura, imaju termoplastičnost - omekšaju pri zagrevanju, ponovo stvrdnu kada se ohlade. Omekšavanje i stvrdnjavanje može se vršiti više puta. Ponovljeno zagrijavanje praćeno hlađenjem ne mijenja značajno svojstva materijala (polietilen, polistiren). polimera koji imaju volumetrijska struktura molekule su termoreaktivne - ne mogu se više puta reverzibilno topiti i stvrdnjavati. Prilikom prvog zagrijavanja postaju plastični i poprimaju zadani oblik, prelazeći u netopivo i nerastvorljivo stanje (fenolne plastike).

Prema elastičnim svojstvima Polimeri se dijele na plastične (krute) i elastične (elastične).

Polimerni materijali sadrže tri grupe tvari: veziva, plastifikatore i punila. Binders su sintetičke smole. As plastifikatori uvođenje glicerina, kamfora i drugih tvari koje povećavaju elastičnost i plastičnost polimera, olakšavajući njihovu obradu. Punila(prašak, vlaknast) daju polimernim proizvodima veću mehaničku čvrstoću, sprečavaju skupljanje. Osim toga, u sastav se dodaju pigmenti, stabilizatori, akceleratori stvrdnjavanja i druge tvari.

U proizvodnji polimernih građevinskih materijala, proizvoda i konstrukcija najviše se koriste polietilen (filmovi, cijevi), polistiren (ploče, lakovi), polivinil hlorid (linoleum), polimetil metakrilat (organsko staklo).

Zbog dobrih mehaničkih svojstava, elastičnosti, elektroizolacionih svojstava, mogućnosti poprimanja bilo kakvog oblika tokom obrade, polimerni materijali se široko koriste u svim oblastima građevinarstva i u našem svakodnevnom životu.

Početni polimerni materijali.

Polimeri se, ovisno o načinu pripreme, dijele na polimerizaciju i polikondenzaciju. Polimerizacioni polimeri se dobijaju polimerizacijom. To uključuje polietilen, polistiren. Polikondenzacijski polimeri se proizvode polikondenzacijskom metodom. To uključuje poliester, akril, organosilicij i druge smole, poliestere, poliuretanske gume.

Polietilen dobijen polimerizacijom etilena iz povezanog i prirodnog gasa. Stari pod dejstvom sunčevog zračenja, vazduha, vode. Gustina mu je 0,945 g/cm 3 , otpornost na mraz je -70°S, otpornost na toplinu samo 60...80°S. Prema načinu proizvodnje razlikuju se polietilen visokog pritiska (LDPE), polietilen niskog pritiska (HDPE) i katalizator na hrom oksidu (P). Kada se zagrije na 80 ° C, polietilen se otapa u benzenu, tetrahloridu ugljenika. Koristi se za proizvodnju filmova završnih materijala.

poliizobutilen- gumeni ili tečni elastični materijal dobijen polimerizacijom izobutilena. Lakši je od polietilena, manje je izdržljiv, ima vrlo nisku propusnost vlage i plina i gotovo ne stari. Koristi se za proizvodnju hidroizolacijskih tkanina, zaštitnih premaza, filmova, kao aditivi u asfalt betonu, vezivo za ljepila itd.

Polistiren- termoplastična smola, proizvod polimerizacije stirena (vinilbenzena). Koristi se za proizvodnju pločica, obložnih pločica, emajl lakova itd.

Polimetil metakrilat (organsko staklo)- nastaje tokom polimerizacije metil estera kao rezultat njegovog tretmana metakrilnom kiselinom. U početku se formira metil metakrilat kao bezbojna, providna tečnost, a zatim se dobija staklast proizvod u obliku listova, cevi... Veoma su otporni na vodu, kiseline i baze. Koriste se za zastakljivanje, izradu modela.

polimerne cijevi.

Cijevi od polimernih materijala imaju široku primjenu u izgradnji tlačnih cjevovoda (podzemnih i nadzemnih), sistema za navodnjavanje, zatvorene drenaže, cijevnih hidrauličnih konstrukcija. Kao materijal za proizvodnju polimernih cijevi koriste se polietilen, vinil plastika, polipropilen i fluoroplastika.

Polietilenske cijevi se izrađuju kontinuiranim vijčanim ekstruzijom (kontinuirano istiskivanje polimera iz mlaznice zadanog profila). Polietilenske cijevi su otporne na mraz, što im omogućava rad na temperaturama od -80°S do +60°S.

Polimerne mastike i betoni.

Hidraulične konstrukcije koje rade u agresivnom okruženju, djelovanjem velikih brzina i čvrstim otjecanjem, zaštićene su posebnim premazima ili oblogama. Kako bi se konstrukcije zaštitile od ovih utjecaja, kako bi se povećala njihova trajnost, koriste se polimerne mastike, polimerbeton, polimerbeton i polimerna rješenja.

Polimerne mastike- dizajniran za stvaranje zaštitnih premaza koji štite konstrukcije i konstrukcije od efekata mehaničkog naprezanja, abrazije, ekstremnih temperatura, zračenja i agresivnog okruženja.

Polimer betoni- cementni betoni, pri čijoj se pripremi betonskoj smjesi dodaju organosilicijum ili polimeri rastvorljivi u vodi. Takvi betoni imaju povećanu otpornost na mraz, otpornost na vodu.

Polimer betoni- to su betoni u kojima polimerne smole služe kao vezivo, a neorganski mineralni materijali služe kao punilo.

Polimerna rješenja razlikuju se od polimer betona po tome što ne sadrže drobljeni kamen. Koriste se kao vodonepropusni, antikorozivni i otporni na habanje premazi za hidraulične konstrukcije, podove, cijevi.

PREDAVANJE №12

Toplotnoizolacijski materijali i proizvodi od njih.

Opće informacije.

Toplotnoizolacijski materijali karakteriziraju niska toplinska provodljivost i niska prosječna gustoća zbog svoje porozne strukture. Klasificiraju se prema prirodi strukture: krute (ploče, cigle), savitljive (snopovi, polukrute ploče), labave (vlaknaste i praškaste); imajući u vidu glavne sirovine: organske i neorganske.

Organski termoizolacioni materijali.

piljevina, strugotine- koristi se u suhom obliku sa impregnacijom u strukturi vapnom, gipsom, cementom.

Građevinski filc izrađena od grube vune. Proizvodi se u obliku antiseptički impregniranih ploča dužine 1000 ... 2000 mm, širine 500 ... 2000 mm i debljine 10 ... 12 mm.

trske proizvodi se u obliku ploča debljine 30 ... 100 mm, dobivenih pričvršćivanjem žice kroz redove presovane trske od 12-15 cm.

Neorganski termoizolacioni materijali.

Mineralna vuna- zamršeno vlakno (5 ... 12 mikrona u prečniku), dobijeno iz rastopljene mase stena ili šljake ili u procesu prskanja njegovog tankog mlaza parom pod pritiskom. Mineralna vuna se koristi kao toplotna izolacija za površine sa temperaturama od -200°C do +600°C.

staklene vune- zamršeno vlakno dobijeno od rastopljenog stakla. Koristi se za pripremu termoizolacionih proizvoda (otirača, ploča) i toplotnu izolaciju površina.

Pjenasto staklo- porozni laki materijal dobijen sinterovanjem mešavine staklenog praha sa agensima za stvaranje gasa (krečnjak, ugalj). Izrađuje se sa otvorenim i zatvorenim porama. Ploče od pjenastog stakla koriste se za toplinsku izolaciju zidova, premaza, stropova, izolacije poda.

PREDAVANJE №12a

Hidroizolacijski i krovni materijali na bazi bitumena i polimera.

Opće informacije.

Jedno od važnih pitanja u građevinarstvu je zaštita zgrada i objekata od uticaja padavina, okolne vlažne sredine, vode pod pritiskom i bez pritiska. U svim ovim slučajevima glavnu ulogu imaju hidroizolacijski i krovni materijali, koji predodređuju trajnost zgrada i konstrukcija. Hidroizolacijski i krovni materijali podijeljeni su na emulzije, prolaze, mastike. Ovisno o vezivnim sredstvima uključenim u hidroizolacijske i krovne materijale, dijele se na bitumen, polimer, polimer-bitumen.

hidroizolacioni materijali.

emulzije- dispergovani sistemi koji se sastoje od dve tečnosti koje se ne mešaju jedna s drugom, od kojih je jedna u drugoj u fino usitnjenom stanju. Za pripremu emulzije koriste se slabe vodene otopine tenzida ili fino dispergirani čvrsti prahovi - emulgatori, koji snižavaju površinski napon između bitumena i vode, doprinoseći njegovom finijem usitnjavanju. Kao emulgatori koriste se oleinska kiselina, koncentrati sulfitno-alkoholnih taloga, asidol. Emulzije se koriste kao prajmeri i premazi, nanose se u hladnom stanju na suhu ili vlažnu površinu u slojevima.

Paste pripremljen od mješavine emulgiranog bitumena i fino mljevenog mineralnog praha (živo ili gašeno vapno, visokoplastične ili plastične gline). Koriste se kao prajmeri i premazi za unutrašnje slojeve hidroizolacionog tepiha.

Krovni materijali.

staklena- nepokrivni materijal dobijen impregnacijom krovnog papira mekim naftnim bitumenom. Koristi se kao materijal za oblaganje.

Tol- dobija se impregniranjem krovnog papira materijalima od ugljena ili katranskog škriljevca, a zatim posipanjem jedne ili dvije strane mineralnim prahom. Koristi se za pokrivanje krovova.

PREDAVANJE №13

Drveni građevinski materijali i proizvodi.

Opće informacije.

Zbog svojih dobrih građevinskih svojstava, drvo se dugo koristilo u građevinarstvu. Ima malu prosječnu gustinu do 180 kg/m 3 , dovoljnu čvrstoću, nisku toplotnu provodljivost, veliku izdržljivost (uz pravilan rad i skladištenje), lako se obrađuje alatom i hemijski je otporan. Međutim, uz velike prednosti, drvo ima i nedostatke: heterogenost strukture; sposobnost apsorpcije i oslobađanja vlage, mijenjajući njenu veličinu, oblik i snagu; Brzo se ruši od propadanja, lako se zapali.

Po vrstama drveće se dijele na crnogorično i listopadno. Kvaliteta drveta uvelike ovisi o prisutnosti nedostataka u njemu, koji uključuju koso, čvorno, pukotine, oštećenja od insekata, trulež. Četinari - ariš, bor, smreka, kedar, jela. Listopadni - hrast, breza, lipa, jasika.

Konstrukcijska svojstva drveta variraju u velikoj mjeri, ovisno o njegovoj starosti, uvjetima rasta, vrsti drveta i vlažnosti. U svježe posječenom stablu vlaga iznosi 35...60%, a njen sadržaj ovisi o vremenu sječe i vrsti drveta. Najmanji sadržaj vlage u stablu zimi, najveći - u proljeće. Najveća vlažnost karakteristična je za četinarske vrste (50-60%), a najmanja za vrste tvrdog drveta (35-40%). Sušenjem od najvlažnijeg stanja do tačke zasićenja vlakana (do sadržaja vlage od 35%), drvo ne mijenja svoje dimenzije, a daljnjim sušenjem njegove linearne dimenzije se smanjuju. U prosjeku, skupljanje duž vlakana je 0,1%, a preko - 3 ... 6%. Kao rezultat volumetrijskog skupljanja, na spojevima drvenih elemenata nastaju praznine, drvo puca. Za drvene konstrukcije treba koristiti drvo vlažnosti pri kojoj će raditi u konstrukciji.

Materijali i proizvodi od drveta.

roundwood: trupci - dugi segmenti stabla, očišćeni od grana; oblo drvo (podtovarnik) - trupci dužine 3...9m; grebeni - kratki segmenti stabla (dužine 1,3 ... 2,6 m); trupci za gomile hidrauličnih konstrukcija i mostova - komadi debla dužine 6,5 ... 8,5 m. Sadržaj vlage u oblovini koja se koristi za nosive konstrukcije ne bi trebao biti veći od 25%.

drvo dobijeno testerisanjem okruglog drveta. Ploče su trupci rezani uzdužno na dva simetrična dijela; šipke imaju debljinu i širinu ne veću od 100 mm (četvororezne i dvobridne); ploča predstavlja odrezani vanjski dio trupca, kod kojeg jedna strana nije obrađena.

Rendisani dugi proizvodi- to su platnene trake (otvori za prozore i vrata), postolja, podne ploče ili drvena građa, rukohvati za ograde, stepenice, prozorske klupice izrađene su od četinara i tvrdog drveta.

Šperploča izrađuju se od furnira (tankih strugotina) breze, bora, hrasta, lipe i drugih vrsta lijepljenjem njegovih listova. Furnir se dobija kontinuiranim uklanjanjem strugotine duž cele dužine trupca parenog u kipućoj vodi (dužine 1,5 m) na specijalu. mašina.

Stolarija izrađuju se u specijalizovanim fabrikama ili u radionicama od četinara i tvrdog drveta. To uključuje blokove prozora i vrata raznih oblika, krila vrata, pregrade i panele.

Ljepljene konstrukcije u obliku greda, okvira, regala, šipova, ograda, koriste se u premazima, plafonima i drugim elementima zgrada. Izrađuju se lepljenjem dasaka, šipki, šperploče vodootpornim lepkovima. (Vodootporno ljepilo FBA, FOK).

PREDAVANJE #14

Dekorativni materijali.

Opće informacije.

Završni materijali se koriste za izradu površinskih premaza za građevinske proizvode, konstrukcije i konstrukcije kako bi ih zaštitili od štetnih vanjskih utjecaja, dali im estetsku izražajnost i poboljšali higijenske uvjete u prostoriji. Završni materijali uključuju gotove kompozicije boja, pomoćne materijale, veziva, valjane završne materijale, pigmente. Šarene kompozicije sastoje se od pigmenta koji im daje boju; punilo koje štedi pigment, poboljšava mehanička svojstva i povećava trajnost boje; vezivo koje povezuje čestice pigmenta i punila jedne s drugima i sa površinom koju treba farbati. Nakon sušenja, sastavi boje formiraju tanak film. Pored glavnih komponenti, ako je potrebno, u kompozicije boja se dodaju razrjeđivači, zgušnjivači i drugi aditivi.

Pigmenti.

Pigmenti- To su fino mljeveni praškovi u boji koji su nerastvorljivi u vodi i organskim rastvaračima, ali se mogu ravnomjerno pomiješati s njima, prenoseći svoju boju na šareni sastav.

bijeli pigmenti. To uključuje kredu, vapno za izgradnju zraka. Kreda koristi se u obliku fino usitnjenog praha, od kojeg se pripremaju različite vodene (vodene) boje, prajmeri, kitovi i paste.

Građevinski vazdušni kreč koristi se kao pigment i vezivo za pripremu šarenih kompozicija, kitova i mastika.

Crni pigmenti. To uključuje čađ iz kanala za gas, mangan dioksid i crninu.

Kanal za gas čađi Nastaje pri sagorevanju raznih ulja, ulja, smola sa ograničenim pristupom vazduha. Koristite ga za pripremu nevodenih šarenih kompozicija.

mangan dioksid javlja se u prirodi kao mineral i piroluzit. Koristi se za pripremu vodenih i nevodenih šarenih kompozicija.

Crno dobijeno kalcinacijom ljuske oraha, drveta, treseta bez pristupa vazduhu.

sivi pigmenti. To uključuje grafitnu i cink prašinu.

Grafit- prirodni materijal sivkasto-crne boje sa masnim metalnim sjajem. Koristi se za pripremu šarenih kompozicija i za trljanje površine gvozdenih predmeta izloženih toploti, zbog čega izgleda uglačano.

cinkova prašina- mehanička mješavina cink oksida sa metalnim cinkom. Koristi se za pripremu nevodenih formulacija boja.

Crveni pigmenti. To uključuje suho željezo minium, prirodnu mumiju i umjetnost.

Minimum suvo gvožđe dobiveno iz željezne rude koja sadrži željezni oksid. To je vrlo postojan pigment sa visokim antikorozivnim svojstvima i postojanošću na svjetlost. Proizvodi se u obliku fino mljevenog praha crvene boje i koristi se za pripremu ljepila, emajla i uljanih boja.

Mumija prirodna- fino mljevena glina, obojena oksidima željeza u smeđe-crvenu boju raznih nijansi. Koristi se za pripremu vodenih i nevodenih formulacija boja.

Mumija umjetna- fino mljeveni prah keramičkog proizvoda jarko crvene boje.

žuti pigmenti. To uključuje suhi oker, suvu olovnu krunu i prirodnu sijenu.

Suhi oker dobiva se od gline obojene željeznim oksidima. Koristi se za pripremu svih vrsta boja koje se koriste za farbanje drvenih i metalnih površina.

Siena natural dobija se od gline koja sadrži veliku količinu željeznog oksida (70%) i silicijum dioksida.

Zeleni, plavi, smeđi i drugi pigmenti.

Ulja za sušenje i emulzije.

Ulje za sušenje prirodnog platna i konoplje dobiveno od lanenog i konopljinog sirovog ulja kuhanjem na 200 ... 300 ° C i obradom zraka uz uvođenje akceleratora sušenja (desikant). Koristi se za pripremu boja, prajmera i kao samostalan materijal za farbanje za spoljašnje i unutrašnje farbanje drvenih i metalnih konstrukcija.

Emulzija VM Sastoji se od prirodnog ulja za sušenje, benzena, životinjskog ljepila za pločice, 50% krečne paste i vode. Koristi se za razrjeđivanje gustih boja.

Emulzija MB pripremljen od mješavine 10% otopine životinjskog ljepila, lužine (soda, boraks, potaš) i prirodnog sušivog ulja. Koristi se za farbanje unutrašnjeg maltera, drveta.

Kompozicije laka.

Uljane boje- razne kompozicije bijelih i obojenih boja pripremljene na prirodnim ili kombiniranim uljima za sušenje s raznim aditivima, dovedene do konzistencije boje.

PREDAVANJE #15

Metali i proizvodi od metala.

Opće informacije.

Razni materijali u obliku valjanih metalnih proizvoda i metalnih proizvoda imaju široku primjenu u vodoprivredi. Valjani metal se koristi u izgradnji crpnih stanica, industrijskih zgrada, proizvodnji raznih vrsta metalnih kapija. Metali koji se koriste u građevinarstvu dijele se u dvije grupe: gvožđe (gvožđe i legure) i obojene. Ovisno o sadržaju ugljika, crni metali se dijele na liveno željezo i čelik.

Liveno gvožde- legura gvožđa i ugljenika sa sadržajem ugljenika od 2% do 6,67%. Ovisno o prirodi metalne osnove, dijeli se u četiri grupe: siva, bijela, visoke čvrstoće i savitljiva.

Sivi liv- sadrži 2,4 ... 3,8% ugljika. Dobro se podnosi obradi, ima povećanu krhkost. Koristi se za livenje proizvoda koji nisu podložni udarima.

belo liveno gvožđe- sadrži 2,8 ... 3,6% ugljika, ima visoku tvrdoću, ali je krhak, ne može se obrađivati, ima ograničenu upotrebu.

Nodularno gvožđe dobijen dodavanjem magnezijuma u tečno liveno gvožđe 0,03...0,04%; ima isti hemijski sastav kao i sivi liv. Ima najveća svojstva čvrstoće. Koristi se za livenje kućišta pumpi, ventila.

kovno gvožđe- dobijeno dugotrajnim zagrijavanjem na visokim temperaturama odljevaka od bijelog lijeva. Sadrži 2,5...3,0% ugljika. Koristi se za izradu tankozidnih delova (matice, konzole...). U vodoprivredi se koriste ploče od livenog gvožđa - za oblaganje površina hidrauličnih konstrukcija koje su podložne abraziji sedimentima, ventili za vodu od livenog gvožđa, cevi.

Postani- dobiveno kao rezultat obrade bijelog lijevanog željeza u otvorenim pećima. Sa povećanjem sadržaja ugljika u čelicima povećavaju se njihova tvrdoća i lomljivost, dok se istovremeno smanjuje duktilnost i udarna čvrstoća.

Mehanička i fizička svojstva čelika značajno su poboljšana kada im se dodaju legirajući elementi (nikl, krom, volfram). U zavisnosti od sadržaja legirajućih komponenti, čelici se dele u četiri grupe: ugljenik (bez legirajućih elemenata), niskolegirani (do 2,5% legirajućih komponenti), srednje legirani (2,5...10% legirajućih komponenti), visokolegirani (više od 10% legirajućih komponenti) .

Ugljični čelici, ovisno o sadržaju ugljika, dijele se na niskougljični (ugljik do 0,15%), srednje ugljični (0,25...0,6%) i visokougljični (0,6...2,0%).

Obojeni metali i legure uključuju aluminijum, bakar i njihove legure (sa cinkom, kalajem, olovom, magnezijumom), cink, olovo.

U građevinarstvu se koriste lake legure - na bazi aluminijuma ili magnezijuma, i teške legure - na bazi bakra, kalaja, cinka i olova.

Čelični građevinski materijali i proizvodi.

Vruće valjani čelik proizveden u obliku ugla sa jednakim policama (sa policama širine 20 ... 250 mm); nejednak ugao; I-beam; I-greda široka polica; kanal.

Za izradu metalnih građevinskih konstrukcija i konstrukcija koriste se valjani čelični profili: uglovi jednakih i nejednakih polica, kanal, I-greda i Taurus. Za pričvršćivanje od čelika koriste se zakovice, vijci, matice, vijci i ekseri. Pri izvođenju građevinskih i instalaterskih radova koriste se različite metode obrade metala: mehanička, termička, zavarivanje. Glavne metode proizvodnje metalnih radova uključuju mehaničku vruću i hladnu obradu metala.

Metali za vruću obradu zagrijane na određene temperature, nakon čega im se u procesu valjanja, pod uticajem udaraca čekića ili pritiska prese, daju odgovarajući oblici i veličine.

Hladna obrada metala dijele se na bravarske i metalorezačke. Bravar i obrada se sastoji od sledećih tehnoloških radnji: obeležavanje, sečenje, sečenje, livenje, bušenje, sečenje.

Obrada metala, sečenje se vrši uklanjanjem metalne strugotine reznim alatom (struganje, blanjanje, glodanje). Proizvodi se na mašinama za rezanje metala.

Da bi se poboljšale građevinske kvalitete čeličnih proizvoda, oni se podvrgavaju toplinskoj obradi - kaljenju, kaljenju, žarenju, normalizaciji i karburizaciji.

otvrdnjavanje sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na temperaturu nešto većoj od kritične, održavanju na toj temperaturi neko vrijeme, a zatim u brzom hlađenju u vodi, ulju, uljnoj emulziji. Temperatura zagrijavanja tijekom kaljenja ovisi o sadržaju ugljika u čeliku. Kaljenje povećava čvrstoću i tvrdoću čelika.

Odmor sastoji se u zagrijavanju kaljenih proizvoda na 150 ... 670 °C (kaljenje kaljenjem), dotjerivanju na ovoj temperaturi (ovisno o vrsti čelika) i naknadnom sporom ili brzom hlađenju na mirnom zraku, vodi ili u ulju. U procesu kaljenja, viskoznost čelika se povećava, unutrašnje naprezanje u njemu i njegova lomljivost se smanjuju, a njegova obradivost se poboljšava.

Žarenje sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na određenu temperaturu (750 ... 960 ° C), držanju na toj temperaturi i zatim polaganim hlađenjem u peći. Prilikom žarenja čeličnih proizvoda smanjuje se tvrdoća čelika, a poboljšava se i njegova obradivost.

Normalizacija- sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na temperaturu nešto većoj od temperature žarenja, održavanju na toj temperaturi i potom hlađenju na mirnom zraku. Nakon normalizacije dobija se čelik veće tvrdoće i finozrnaste strukture.

Cementiranje- ovo je proces površinske karburizacije čelika kako bi se dobila visoka površinska tvrdoća, otpornost na habanje i povećana čvrstoća proizvoda; dok unutrašnji dio čelika zadržava značajnu žilavost.

Obojeni metali i legure.

To uključuje: aluminijum i njegove legure je lagan, tehnološki napredan materijal otporan na koroziju. U svom čistom obliku koristi se za proizvodnju folija, dijelova za livenje. Za proizvodnju aluminijumskih proizvoda koriste se legure aluminijuma - aluminijum-mangan, aluminijum-magnezijum... Legure aluminijuma koje se koriste u građevinarstvu male gustine (2,7 ... 2,9 kg / cm 3) imaju karakteristike čvrstoće koje su bliske čvrstoći karakteristike građevinskih čelika. Proizvode od aluminijskih legura odlikuje jednostavnost tehnologije izrade, dobar izgled, otpornost na vatru i seizmiku, antimagnetizam i izdržljivost. Ova kombinacija konstrukcijskih i tehnoloških svojstava aluminijskih legura omogućava im da se takmiče sa čelikom. Upotreba aluminijskih legura u ogradnim konstrukcijama omogućava smanjenje težine zidova i krovova za 10...80 puta, te smanjenje složenosti ugradnje.

Bakar i njegove legure. Bakar je težak obojeni metal (gustine 8,9 g/cm3), mekan i duktilan sa visokom toplotnom i električnom provodljivošću. U svom čistom obliku, bakar se koristi u električnim žicama. Bakar se uglavnom koristi u raznim vrstama legura. Legura bakra sa kalajem, aluminijumom, manganom ili niklom naziva se bronza. Bronza je metal otporan na koroziju sa visokim mehaničkim svojstvima. Koristi se za proizvodnju sanitarnih armatura. Legura bakra i cinka (do 40%) naziva se mesing. Ima visoka mehanička svojstva i otpornost na koroziju, pogodan je za toplu i hladnu obradu. Koristi se u obliku proizvoda, listova, žice, cijevi.

Cink je metal otporan na koroziju koji se koristi kao antikorozivni premaz kod pocinčavanja čeličnih proizvoda u obliku krovnog čelika, vijaka.

Olovo je težak, lako obrađen metal otporan na koroziju koji se koristi za zaptivanje šavova utičnih cijevi, zaptivanje dilatacijskih spojeva i proizvodnju specijalnih cijevi.

Korozija metala i zaštita od nje.

Uticaj na metalne konstrukcije i konstrukcije okoline dovodi do njihovog uništenja, što se tzv korozija. Korozija počinje od površine metala i širi se duboko u nju, dok metal gubi sjaj, njegova površina postaje neravna, korodirana.

Prema prirodi oštećenja od korozije razlikuju se kontinuirana, selektivna i intergranularna korozija.

kontinuirana korozija dijele se na jednake i neravne. Uz jednoličnu koroziju, uništavanje metala se odvija istom brzinom na cijeloj površini. Uz neravnomjernu koroziju, uništavanje metala se odvija nejednakom brzinom u različitim dijelovima njegove površine.

Selektivna korozija pokriva pojedinačne površine metalne površine. Podijeljena je na površinsku, točkastu, prolaznu i točkastu koroziju.

Intergranularna korozija manifestira se unutar metala, dok se veze duž granica kristala koji čine metal uništavaju.

Prema prirodi interakcije metala sa okolinom, razlikuju se hemijska i elektrohemijska korozija. Hemijska korozija nastaje kada je metal izložen suhim gasovima ili neelektrolitnim tečnostima (benzin, ulje, smole). Elektrohemijska korozija je praćena pojavom električne struje koja nastaje kada tečni elektroliti (vodeni rastvori soli, kiselina, alkalija), vlažni gasovi i vazduh (provodnici električne energije) deluju na metal.

Za zaštitu metala od korozije koriste se različite metode njihove zaštite: brtvljenje metala od agresivnog okruženja, smanjenje zagađenja okoliša, osiguranje normalnih temperaturnih i vlažnih uvjeta te nanošenje trajnih antikorozivnih premaza. Obično se radi zaštite metala od korozije premazuju bojama i lakovima (prajmeri, boje, emajli, lakovi), štite tankim metalnim premazima otpornim na koroziju (galvanizacija, aluminijski premazi itd.). Osim toga, metal je zaštićen od korozije legiranjem, tj. topljenjem sa drugim metalom (hrom, nikl, itd.) i nemetalom.

Tutoring

Trebate pomoć u učenju teme?

Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite prijavu naznačivši temu odmah da saznate o mogućnosti dobijanja konsultacija.

Uvod

Dragi studenti, počinjemo sa izučavanjem predmeta "Opšte nauke o materijalima". Predavanja koja će se održati tokom ovog semestra pomoći će vam da shvatite fizičku i hemijsku prirodu strukture i svojstava različitih materijala. Naučićete zašto prirodni i veštački stvoreni materijali imaju različitu toplotnu provodljivost, mehanička i operativna svojstva, kako su ta svojstva međusobno povezana, kako i u kojim granicama se mogu menjati. Istovremeno sa proučavanjem ovih pitanja, dublje ćete se upoznati sa fizičkim i hemijskim svojstvima elemenata, informacije o kojima su uključene u periodični sistem D.I. Mendeljejev. Želio bih naglasiti da struktura atoma kemijskih elemenata određuje strukturu i energiju kemijskih veza koje oni formiraju, a koje zauzvrat leže u osnovi čitavog kompleksa svojstava tvari i materijala. Samo na osnovu razumevanja hemijske interakcije atoma, moguće je kontrolisati procese koji se odvijaju u supstancama i dobiti specificirane karakteristike performansi.

Međutim, važnija od proučavanja pojedinačnih problema predstavljenih na predavanjima je prilika koja vam se pruža da kombinujete osnovne odredbe fizike, hemije i primenjenih nauka (termofizika, mehanika) za sveobuhvatno razumevanje interakcije supstanci i njihovih svojstva.

Na predavanjima se glavna pažnja posvećuje osnovama nauke o materijalima zbog činjenice da je moderna nauka o materijalima usmjerena na dobijanje materijala sa željenim karakteristikama i služi kao osnova za naučno-intenzivne tehnologije 21. vijeka.

Materijal naziva se supstanca koja ima potrebneskup svojstava za izvođenje date funkcije zasebnoili u kombinaciji sa drugim supstancama.

Savremena nauka o materijalima u potpunosti se razvila kao nauka u drugoj polovini 20. veka, što je bilo povezano sa naglim povećanjem uloge materijala u razvoju tehnike, tehnologije i građevinarstva. Stvaranje fundamentalno novih materijala željenih svojstava, a na njihovoj osnovi najsloženije strukture, omogućilo je čovječanstvu da za kratko vrijeme postigne neviđeni uspjeh u nuklearnoj i svemirskoj tehnologiji, elektronici, informatičkoj tehnologiji, građevinarstvu itd. To se može smatrati Nauka o materijalima - to je grana naučnog znanja posvećena svojstvima supstanci i njihovoj usmerenoj promeni u cilju dobijanja materijala sa unapred određenim karakteristikama performansi. Zasnovan je na temeljnoj bazi svih sekcija fizike, hemije, mehanike i srodnih disciplina i obuhvata teorijske osnove savremenih naučno intenzivnih tehnologija za proizvodnju, obradu i primenu materijala. Osnova nauke o materijalima je znanje o procesima koji se dešavaju u materijalima pod uticajem različitih faktora, o njihovom uticaju na skup svojstava materijala, o metodama njihovog praćenja i kontrole. Stoga su nauka o materijalima i tehnologija materijala međusobno povezane grane znanja.

Služi predmet nauke o materijalima i tehnologije građevinskih materijala ciljevi poznavanje prirode i svojstava materijala, metode dobijanja materijala sa željenim karakteristikama za što efikasniju upotrebu u građevinarstvu.

Glavni zadaci studija kursa:

Shvatiti fizičko-hemijsku suštinu pojava koje se javljaju u materijalima kada su izloženi različitim faktorima u uslovima proizvodnje i eksploatacije, i njihov uticaj na svojstva materijala;

Uspostaviti vezu između hemijskog sastava, strukture i svojstava materijala;

Proučiti teorijske osnove i praksu primjene različitih metoda za dobijanje i obradu materijala koji osiguravaju visoku pouzdanost i trajnost građevinskih konstrukcija;

Pružiti znanje o glavnim grupama nemetalnih materijala, njihovim svojstvima i primjeni.

Predavanja pokrivaju:

Osnove interakcije atoma i molekula, koje omogućavaju dalje objašnjenje uticaja na svojstva materijala njegovog hemijskog sastava i usmerenih procesa obrade;

Struktura čvrstog tijela, defekti u kristalnoj strukturi i njihova uloga u formiranju svojstava materijala;

Fenomeni prijenosa topline, mase i naboja, koji su suština svakog tehnološkog procesa;

Teorijske osnove za dobivanje amorfnih struktura materijala;

Elementi mehanike elastične i plastične deformacije i razaranja materijala koji su u osnovi formiranja čvrstoće i pouzdanosti savremenih građevinskih materijala i konstrukcija, kao i metode za njihovo ispitivanje;

Dakle, zadatak moderne nauke o materijalima je da dobije materijale sa unapred određenim svojstvima. Svojstva materijala određena su hemijskim sastavom i strukturom, koji su rezultat dobijanja materijala i njegove dalje obrade. Razvoj materijala i tehnologija zahtijeva poznavanje fizičkih i hemijskih pojava i procesa koji se dešavaju u materijalu u različitim fazama njegove proizvodnje, obrade i rada, njihovo predviđanje, opis i kontrolu. Dakle, poznavanje teorije je neophodno za kreiranje kontrolisanih tehnoloških procesa, čiji će rezultat biti materijal sa dobro definisanim vrednostima radnih svojstava.

Fizičko-hemijska svojstva supstance određena su elektronskom strukturom njenih atoma. Interakcije atoma povezane su, prije svega, sa interakcijom njihovih elektronskih omotača. Stoga je pri razvoju materijala i procesa za njihovu proizvodnju potrebno jasno razumjeti kako različiti kemijski elementi doniraju i prihvataju elektrone, kako promjena elektronskog stanja utiče na svojstva elemenata.

Podsjetimo se elektronska struktura atoma.

Elektronska struktura atoma

Oko dvije i pol hiljade godina, starogrčki filozof Demokrit je sugerirao da se sva tijela oko nas sastoje od najmanjih nevidljivih i nedjeljivih čestica - atoma.

Od atoma, kao od neobičnih cigli, sastavljaju se molekuli: od identičnih atoma - molekuli jednostavno, tvari, od atoma raznih vrsta - molekula teško supstance.

Nauka je već krajem devetnaestog veka utvrdila da su atomi – čestice daleko od „nedeljive“, kako je to predstavljala antička filozofija, već se, zauzvrat, sastoje od još manjih i, da tako kažem, još jednostavnijih čestica. Trenutno je sa većom ili manjom sigurnošću dokazano postojanje oko tri stotine elementarnih čestica koje čine atome.

Za proučavanje hemijskih transformacija, u većini slučajeva dovoljno nam je navesti tri čestice koje čine atom: proton, elektron ineutron.

Proton je čestica s masom koja se konvencionalno uzima kao jedinica (1/12 mase atoma ugljika) i jediničnim pozitivnim nabojem. Masa protona - 1,67252 x 10 -27 kg

Elektron je čestica s praktično nultom masom (1836 puta manjom od mase protona) i jednim negativnim nabojem. Masa elektrona je 9,1091x10 -31 kg.

Neutron je čestica čija je masa skoro jednaka masi protona, ali nema naboj (neutralno). Masa neutrona je 1,67474 x 10 -27 kg.

Moderna nauka zamišlja atom da je otprilike raspoređen, baš kao što je naš solarni sistem utrostručen: u središtu atoma je jezgro(sunce), oko kojeg se elektroni okreću na relativno velikoj udaljenosti (kao planete oko Sunca). Ovaj "planetarni" model atoma, koji je 1911. predložio Ernest Rutherford i usavršio Bohrovim postulatima 1913. godine, zadržao je svoj značaj do današnjih dana.

U jezgru, koje se sastoji od protona i neutrona i zauzima vrlo mali dio volumena atoma, koncentrirana je glavna masa atoma (masa elektrona u kemijskim proračunima atomske i molekularne mase obično se ne uzima u obzir) .

Određuje broj protona u jezgru pogled atom. Ukupno je sada otkriveno više od stotinu vrsta atoma, koji su predstavljeni u Tabeli elemenata pod brojevima koji odgovaraju broju protona u jezgri.

Najjednostavniji atom sadrži samo jedan proton u jezgru: to je atom vodika. Složeniji atom helijuma već ima dva protona u jezgru, treći (litijum) ima tri, i tako dalje. Određena vrsta atoma naziva se element.

2. Struktura i svojstva završnih materijala

Unutrašnja struktura materijalnih palica

U zavisnosti od stanja agregacije i stabilnosti, čvrste materije mogu imati strogo uređenu strukturu - kristalnu, ili neuređenu, haotičnu strukturu - amorfnu.

Priroda čestica lociranih u čvorovima kristalne rešetke i preovlađujuće sile interakcije (hemijske veze) određuju prirodu kristalne rešetke: atomske sa kovalentnim vezama, molekularne sa van der Waalsovim i vodikovim vezama, ionske sa ionskim vezama, metalne sa metalnim vezama.

atomska rešetka sastoji se od neutralnih atoma povezanih kovalentnim vezama. Supstance s kovalentnom vezom karakteriziraju visoka tvrdoća, netopivost i nerastvorljivost u vodi i većini drugih rastvarača. Dijamant i grafit su primjeri atomskih rešetki. Energija kovalentnih veza je od 600 do 1000 kJ/mol

molekularne rešetke građene od svojih molekula (I 2 , Cl 2 , CO 2 , itd.) međusobno povezanih intermolekularnim ili vodoničnim vezama. Intermolekularne veze imaju malu energetsku vrijednost, ne više od 10 kJ/mol; vodonične veze su nešto veće (20-80 kJ/mol), tako da tvari s molekularnom rešetkom imaju nisku čvrstoću, nisku tačku topljenja i visoku isparljivost. Takve tvari ne provode električnu energiju. Supstance s molekularnom rešetkom uključuju organske materijale, plemenite plinove i neke neorganske tvari.

Jonska rešetka formirani od atoma vrlo različite elektronegativnosti. Karakteristična je za spojeve alkalnih i zemnoalkalnih metala sa halogenima. Jonski kristali se također mogu sastojati od poliatomskih jona (na primjer, fosfata, sulfata, itd.). U takvoj rešetki, svaki ion je okružen određenim brojem svojih protujona. Na primjer, u kristalnoj rešetki NaCl, svaki natrijev ion je okružen sa šest hloridnih jona, a svaki kloridni ion je okružen sa šest natrijevih jona. Zbog neusmjerenosti i nezasićenosti jonske veze, kristal se može smatrati džinovskim molekulom, a uobičajeni pojam molekula ovdje gubi smisao. Supstance sa jonskom rešetkom karakterišu visoka tačka topljenja, niska isparljivost, visoka čvrstoća i značajna energija kristalne rešetke. Ova svojstva približavaju ionske kristale atomskim. Energija veze jonske rešetke je približno jednaka, prema nekim izvorima, manja od energije kovalentne rešetke.

Metalne rešetke formiraju metale. Metalni joni se nalaze na mjestima rešetke, a valentni elektroni su delokalizirani po cijelom kristalu. Takvi kristali se mogu smatrati jednim ogromnim molekulom sa jednim sistemom multicentričnih molekularnih orbitala. Elektroni se nalaze u veznim orbitalama sistema, a orbitale protiv vezivanja formiraju pojas provodljivosti. Budući da je energija vezivanja orbitala vezivanja i labavljenja bliska, elektroni lako prelaze u pojas provodljivosti i kreću se unutar kristala, formirajući, takoreći, elektronski plin. U tabeli. 3.1, kao primjer, date su energije veze za kristale s različitim vrstama veza.

Naređeni raspored čestica u kristalu je očuvan na velikim udaljenostima, au slučaju idealno formiranih kristala, po cijeloj zapremini materijala. Ovo sređivanje strukture čvrstih tijela naziva se udaljeni poredak.

Klasifikacija materijala

Tvrdi materijali se generalno dijele u tri glavne grupe. To su metali, keramika i polimeri. Ova podjela se zasniva prvenstveno na karakteristikama hemijske strukture i atomske strukture materije. Većina materijala može se nedvosmisleno pripisati jednoj ili drugoj grupi, iako su mogući i srednji slučajevi. Osim toga, treba napomenuti postojanje kompozita u kojima se kombinuju materijali koji pripadaju dvije ili tri od navedenih grupa. U nastavku će biti dat kratak opis različitih vrsta materijala i njihove uporedne karakteristike.

Druga vrsta materijala su savremeni specijalni (napredni) materijali namenjeni za upotrebu u visokotehnološkim (visokotehnološkim) oblastima, kao što su poluprovodnici, materijali za biološke svrhe, "pametni" (pametni) materijali i supstance koje se koriste u nanotehnologiji.

METALI

Materijali koji pripadaju ovoj grupi uključuju jedan ili više metala (kao što su gvožđe, aluminijum, bakar, titan, zlato, nikal) i često neke nemetalne elemente (kao što su ugljenik, azot ili kiseonik) u relativno malim količinama.

Atomi u metalima i legurama raspoređeni su u vrlo savršenom redu. Osim toga, u poređenju sa keramikom i polimernim materijalima, gustina metala je relativno visoka.

Što se mehaničkih svojstava tiče, svi ovi materijali su relativno čvrsti i čvrsti. Osim toga, imaju određenu plastičnost (tj. sposobnost velikih deformacija bez razaranja) i otpornost na destrukciju, što je osiguralo njihovu široku primjenu u različitim konstrukcijama.

U metalnim materijalima postoji mnogo delokalizovanih elektrona, odnosno elektrona koji nisu povezani sa određenim atomima. Upravo prisustvo takvih elektrona direktno objašnjava mnoga svojstva metala. Na primjer, metali su izuzetno dobri provodnici struje i topline. Oni su neprozirni za vidljivu svjetlost. Polirane metalne površine blistaju. Osim toga, neki metali (npr. željezo, kobalt i nikal) imaju poželjna magnetna svojstva za svoju primjenu.

KERAMIKA

Keramika je grupa materijala koji zauzimaju srednju poziciju između metala i nemetalnih elemenata. U pravilu, klasa keramike uključuje okside, nitride i karbide. Tako, na primjer, neke od najpopularnijih vrsta keramike sastoje se od aluminijum oksida (Al2O3), silicijum dioksida (SiO2), silicijum nitrida (Si3N4). Osim toga, među onim tvarima koje mnogi nazivaju tradicionalnim keramičkim materijalima su razne gline (posebno one koje se koriste za izradu porculana), kao i beton i staklo. U pogledu mehaničkih svojstava, keramika je relativno čvrst i izdržljiv materijal koji se po ovim karakteristikama može porediti sa metalima. Osim toga, tipična keramika je vrlo tvrda. Međutim, keramika je izuzetno krhak materijal (gotovo potpuni nedostatak duktilnosti) i ne odolijeva dobro lomovima. Sve tipične vrste keramike ne provode toplinu i električnu energiju (tj. njihova električna provodljivost je vrlo niska).

Keramiku karakteriše veća otpornost na visoke temperature i štetne uticaje okoline. S obzirom na svoja optička svojstva, keramika može biti prozirna, prozirna ili potpuno neprozirna, a neki oksidi, poput željeznog oksida (Fe2O3), imaju magnetna svojstva.

KOMPOZITI

Kompoziti su kombinacija dva (ili više) pojedinačnih materijala koji pripadaju različitim gore navedenim klasama tvari, tj. metali, keramika i polimeri. Svrha stvaranja kompozita je bila postizanje takve kombinacije svojstava različitih materijala koja se ne može dobiti za pojedine komponente, kao i optimalna kombinacija njihovih karakteristika. Poznat je veliki broj različitih kompozita koji se dobijaju kombinovanjem metala, keramike i polimera. Štoviše, neki prirodni materijali su također kompoziti, kao što su drvo i kost. Međutim, većina kompozita o kojima se govori u ovoj knjizi su materijali izvedeni od sintetičkih materijala.

Jedan od najpopularnijih i svima poznatih kompozitnih materijala je fiberglas. Ovaj materijal su kratka staklena vlakna ugrađena u polimernu matricu, obično epoksidnu ili poliestersku smolu. Staklena vlakna imaju visoku čvrstoću i krutost, ali su lomljiva. Istovremeno, polimerna matrica je plastična, ali je njena čvrstoća niska. Kombinacijom ovih supstanci nastaje relativno krut i materijal visoke čvrstoće, koji ipak ima dovoljnu duktilnost i fleksibilnost.

Drugi primjer tehnološki važnog kompozita su polimeri ojačani karbonskim vlaknima (CFRP). U ovim materijalima, karbonska vlakna su smještena u polimernu matricu. Materijali ove vrste su čvršći i izdržljiviji od stakloplastike, ali u isto vrijeme i skuplji. CFRP se koristi u vazduhoplovnom inženjerstvu, kao i u proizvodnji visokokvalitetne sportske opreme, kao što su bicikli, palice za golf, teniski reketi, skije i snouborde.

PROGRESIVNI MATERIJALI

Materijali koji su namijenjeni za upotrebu u visokotehnološkim proizvodima ("high-tech") ponekad se uvjetno definiraju pojmom "progresivni" materijali. Visoka tehnologija se obično odnosi na uređaje ili proizvode čiji se rad zasniva na korištenju složenih modernih principa. Takvi proizvodi uključuju različitu elektronsku opremu, posebno digitalne video-audio kamere, CD/DVD plejere, računare, optičke sisteme, kao i svemirske satelite, proizvode za vazduhoplovnu i raketnu tehnologiju.

Progresivni materijali su, u suštini, obično tipične supstance o kojima smo gore govorili, ali sa poboljšanim svojstvima, ali i novi materijali sa izvanrednim karakteristikama. Ovi materijali mogu biti metali, keramika ili polimeri, ali njihova cijena je obično vrlo visoka. Napredni materijali također uključuju poluvodiče, biomaterijale i ono što nazivamo "materijali budućnosti". Riječ je o takozvanim "pametnim" materijalima i proizvodima nanotehnologije, koji su namijenjeni, na primjer, za proizvodnju lasera, integriranih kola, magnetnih uređaja za pohranu informacija, displeja s tekućim kristalima i optičkih vlakana.

SEMICONDUCTORS

Poluprovodnici u električnim svojstvima zauzimaju međupoziciju između električno provodljivih materijala (metala i metalnih legura) i izolatora (keramike i polimera). Osim toga, električne karakteristike poluprovodnika su izuzetno osjetljive na prisustvo minimalnih količina stranih atoma, čija se koncentracija mora kontrolisati do nivoa vrlo malih površina. Stvaranje poluprovodničkih materijala omogućilo je razvoj integrisanih sistema koji su revolucionirali elektroniku i kompjutere (čak i bez pominjanja promjena u našim životima) u protekle tri decenije.

BIOMATERIJALI

Biomaterijali se koriste za stvaranje implantata za ljudsko tijelo, koji su dizajnirani da zamjene oboljele ili uništene organe ili tkiva. Materijali ove vrste ne smiju emitovati toksične tvari i moraju biti kompatibilni s ljudskim tkivima (tj. ne smiju izazvati reakcije odbacivanja). Sve navedene vrste supstanci - metali, keramika, polimeri i poluprovodnici - mogu se koristiti kao biomaterijali. Primjer su neki od biomaterijala koji se koriste za izradu umjetnih zglobova kuka.

MATERIJALI BUDUĆNOSTI

"Pametni" (ili inteligentni) materijali su grupa novih umjetno razvijenih supstanci koje imaju značajan utjecaj na mnoge moderne tehnologije. Definicija "pametnog" znači da su ovi materijali u stanju osjetiti promjene u svom okruženju i odgovoriti na te promjene na unaprijed određen način - kvalitet svojstven živim organizmima. Koncept "pametnih" materijala je također proširen na složene sisteme izgrađene i od "pametnih" i od tradicionalnih supstanci.

Kao komponente pametnih materijala (ili sistema) mogu se koristiti neki tipovi senzora (prepoznavanje dolaznih signala), kao i izvršni sistemi (aktivatori), koji igraju ulogu uređaja za reagovanje i prilagođavanja. Potonje se može koristiti za promjenu oblika, položaja, prirodnih frekvencija ili mehaničkih karakteristika kao odgovor na promjene temperature, intenziteta svjetlosti, električnih ili magnetnih polja.

Četiri vrste materijala se obično koriste kao aktivatori: legure za pamćenje oblika, piezoelektrična keramika, magnetostriktivni materijali i elektroreološke/elektromagnetne tekućine.

Legure "sa memorijom" su metali koji se nakon deformacije vraćaju u prvobitni oblik ako se temperatura promijeni.

Piezoelektrična keramika se širi i skuplja kao odgovor na promjenu električnog polja (ili napona); ako se njihove dimenzije mijenjaju, onda to dovodi do pobuđivanja električnog signala. Ponašanje magnetostriktivnih materijala slično je odgovoru piezoelektričnih materijala, ali samo kao odgovor na promjenu magnetskog polja. Što se tiče elektro- i magnetoreoloških fluida, to su mediji koji prolaze kroz velike promjene u viskoznosti kao odgovor na promjenu električnog, odnosno magnetnog polja.

Materijali/uređaji koji se koriste kao senzori mogu biti optička vlakna, piezoelektrici (ovo uključuje neke polimere) i mikroelektromehanički uređaji, skraćeno MEMS.

Primjer "pametnih" uređaja je sistem koji se koristi u helikopterima za smanjenje buke u kokpitu koju stvara rotacija lopatica. Piezoelektrični senzori ugrađeni u lopatice nadziru napone i deformacije; signal se sa ovih senzora prenosi na aktuator, koji uz pomoć kompjutera generiše "anti-šum" koji prigušuje zvuk od rada propelera helikoptera.

NANOTEHNOLOŠKI MATERIJALI

Donedavno je opšteprihvaćena procedura za rad u oblasti hemije i fizike materijala bila da se prvo proučavaju veoma velike i složene strukture, a zatim se istraživanje prešlo na analizu manjih fundamentalnih blokova koji čine ove strukture. Ovaj pristup se ponekad nazivao "odozgo prema dolje". Međutim, razvojem tehnika skenirajuće mikroskopije, koje su omogućile promatranje pojedinačnih atoma i molekula, postalo je moguće manipulirati atomima i molekulama kako bi se stvorile nove strukture, a time i dobili novi materijali koji su izgrađeni na bazi elemenata atomski nivo veličine (tzv. "dizajn materijala"). "). Ova sposobnost pažljivog sastavljanja atoma otvorila je mogućnost stvaranja materijala s mehaničkim, električnim, magnetskim i drugim svojstvima koja bi bila nedostižna drugim metodama. Ovaj pristup ćemo nazvati odozdo prema gore, a svojstva takvih novih materijala proučava nanotehnologija, gdje prefiks "nano" znači da su dimenzije strukturnih elemenata reda veličine nanometra (tj. 10-9 m). U pravilu se radi o strukturnim elementima veličine manjim od 100 nm, što je ekvivalentno oko 500 promjera atoma.

Jedan primjer materijala ove vrste su ugljične nanocijevi. U budućnosti ćemo nesumnjivo moći pronaći sve više područja u kojima će se očitovati prednosti nanotehnoloških materijala.

POTREBA ZA STVARANJEM NOVIH MATERIJALA

Iako je ogroman napredak postignut u nauci o materijalima i tehnologiji u posljednjih nekoliko godina, ostaje potreba da se razviju još bolji i specijalizovaniji materijali, te da se procijeni odnos između proizvodnje takvih materijala i njihovog utjecaja na okoliš. Neophodno je dati neke komentare na ovo pitanje kako bi se ocrtale moguće perspektive u ovoj oblasti.

Stvaranje nuklearne energije obećava budućnost, ali ostaju brojni izazovi povezani s razvojem novih materijala koji su potrebni u svim fazama - od sistema goriva u reaktoru do skladištenja radioaktivnog otpada.

Veliki troškovi energije povezani su sa transportom. Smanjenje težine transportnih uređaja (automobila, aviona, vozova itd.), kao i povećanje temperature na kojoj rade motori, doprineće efikasnijoj potrošnji energije. To zahtijeva stvaranje lakih inženjerskih materijala visoke čvrstoće, kao i materijala koji mogu raditi na povišenim temperaturama.

Nadalje, postoji opštepriznata potreba za novim ekonomski isplativim izvorima energije, kao i za efikasnijim korištenjem postojećih izvora. Nema sumnje da materijali sa željenim karakteristikama igraju veliku ulogu u razvoju ovog pravca. Na primjer, demonstrirana je mogućnost direktne konverzije sunčeve energije u električnu struju. Trenutno su solarni paneli prilično složeni i skupi uređaji. Nesumnjivo je da bi trebalo stvoriti nove relativno jeftine tehnološke materijale, koji bi trebali biti efikasniji u implementaciji korištenja sunčeve energije.

Još jedan vrlo atraktivan i vrlo stvaran primjer u tehnologiji konverzije energije su vodonične gorivne ćelije, koje također imaju prednost da ne zagađuju okoliš. Trenutno, upotreba ove tehnologije u elektronskim uređajima tek počinje; u budućnosti se takvi elementi mogu koristiti kao elektrane u automobilima. Novi materijali su potrebni za stvaranje efikasnijih gorivnih ćelija, a potrebni su i novi katalizatori za proizvodnju vodonika.

Da bismo održali kvalitet životne sredine na potrebnom nivou, potrebno je da kontrolišemo sastav vazduha i vode. Za kontrolu kontaminacije koriste se različiti materijali. Osim toga, potrebno je unaprijediti metode obrade i prečišćavanja materijala kako bi se smanjilo zagađenje životne sredine, tj. Izazov je stvoriti manje otpada i manje štete po okoliš prilikom rudarenja. Takođe treba uzeti u obzir da se prilikom proizvodnje nekih materijala stvaraju otrovne materije, pa treba uzeti u obzir i moguću ekološku štetu od ispuštanja takvog otpada.

Mnogi materijali koje koristimo dolaze iz neobnovljivih izvora, tj. izvori koji se ne mogu povratiti. To se, na primjer, odnosi na polimere čija je primarna sirovina nafta i na neke metale. Ovi nezamjenjivi resursi se postepeno iscrpljuju. Otuda se nameće potreba: 1) da se otkriju novi izvori ovih resursa; 2) stvaranje novih materijala sličnih svojstvima postojećih, ali manje štetnih za životnu sredinu; 3) jačanje uloge procesa reciklaže i, posebno, razvoj novih tehnologija koje omogućavaju reciklažu. Kao posljedica svega ovoga, javlja se potreba za ekonomskom procjenom ne samo proizvodnje, već i uzimanja u obzir faktora okoline, tako da postaje neophodno analizirati cjelokupni životni ciklus materijala – „od kolijevke do grob" - i proces proizvodnje u cjelini.

Casting- ovo je metoda izrade radnog komada ili proizvoda punjenjem šupljine određene konfiguracije tekućim metalom, nakon čega slijedi njegovo očvršćavanje. Radni komad ili proizvod dobiven lijevanjem naziva se livenje.

Livnica- glavna nabavna baza svih oblasti mašinstva. U mnogim slučajevima, livenje je jedini mogući način da se dobiju praznine složenog oblika: Izlivene tvorevine su najjeftinije i često imaju najmanji dodatak za obradu.

Lijevanje u kalupe za školjke.

Kalup za livenje ovde je ljuska debljine 6-10 mm, napravljena od vatrostalnog osnovnog materijala (punila) i sintetičke smole kao veziva. Princip dobivanja školjki leži u svojstvima vezivnog materijala, koji je sposoban nepovratno očvrsnuti kada se zagrije. Kvarcni pijesak se široko koristi kao vatrostalna baza. Vezivni materijal su fenol-formaldehidne sintetičke termoreaktivne smole. Lijevanje u kalupe za školjke proizvodi odljevke povećane preciznosti, boljeg kvaliteta površine nego kod livenja u pješčane kalupe. Proces je izuzetno produktivan i lak za mehanizaciju.

Spisak korišćene literature

Bartashevich A.A. Nauka o materijalima. - Rostov n/D.: Phoenix, 2008.

Vishnevetsky Yu.T. Nauka o materijalima za tehničke fakultete: Udžbenik. - M.: Daškov i Co., 2008.

Zaplatin V.N. Referentni priručnik za nauku o materijalima (obrada metala): Proc. dodatak za NVO. – M.: Akademija, 2007.

Nauka o materijalima: udžbenik za srednje škole. / Ed. Arzamasova B.N. - M.: MSTU im. Bauman, 2008.

Nauka o materijalima: Udžbenik za softver otvorenog koda. / Adaskin A.M. i dr., Ed. Solomentseva Yu.M. - M.: Više. škola, 2006.

Nauka o materijalima: Udžbenik za softver otvorenog koda. / Ed. Batienko V.T. – M.: Infra-M, 2006.

Moryakov O.S. Nauka o materijalima: Udžbenik za softver otvorenog koda. – M.: Akademija, 2008.

Osnove nauke o materijalima (obrada metala): Proc. dodatak za NVO. / Zaplatin V.N. – M.: Akademija, 2008.

Na časovima tehnologije deca uče da obrađuju ne samo tkaninu, papir i karton, već i razne delove biljaka, minerala, veštačkih materijala i otpadnih materija - otpad široke potrošnje i sl. Deca ih sakupljaju na ekskurzijama, donose u obliku poluproizvodi i gotovi proizvodi ili gotovi industrijski proizvodi.

Prirodni materijali uključuju biljne grane, lišće, cvijeće, sjemenke, korijenje, koru, mahovinu, plodove, riječno i morsko kamenje, pijesak, glinu, kao i dijelove životinja - riblje kosti, školjke i školjke mekušaca, sušene insekte, živinsko jaje školjke, perje. U obliku poluproizvoda u učionici se koriste ploče različitih veličina.

Od umjetnih materijala za rad učenici češće koriste plastelin, plastiku, šperploču, vlaknaste ploče, mekane limove, komade plastike, keramiku.

Gotovi industrijski proizvodi uključuju otpadne materijale kao što su ambalaža, kutije, trake za ukrašavanje poklona i buketa, tegle, boce, pribor za uređenje odjeće i prostorija.

Obrada navedenih materijala nemoguća je bez posebnog poznavanja nauke o materijalima i tehnologije njihove obrade. Takva znanja djeca stiču u procesu posmatranja i eksperimenata.

U prvom razredu treba imati sljedeća zapažanja: određivanje oblika i boje lišća, žira, ljuske oraha, upoređivanje svojstava pijeska i gline, drveta i metala, uočavanje likovnih izražajnih osobina u narodnoj igrački itd.

U drugoj klasi provode se zapažanja svojstava češera, kore, grana. Otkrivaju se karakteristike obrade mekih i tvrdih materijala.

U trećem razredu učenici posmatraju svojstva osušenih biljaka, slame, identifikuju svojstva keramike, plastike, stakla. Učenici uče kako odabrati najbolje načine za obradu ovih materijala.

U četvrtom razredu se radi na uopštavanju i produbljivanju postojećih znanja. Studenti samostalno biraju najbolje načine obrade materijala, razvijaju najjednostavnije tehnološke karte za kreativne projekte.

Nastavnik daje detaljna uputstva o prikupljanju, skladištenju i prethodnoj obradi različitih materijala. Posebna pažnja posvećena je higijenskim zahtjevima, kao i sigurnosnim pravilima za sakupljanje, transport i skladištenje materijala. Pored toga, nastavnik je dužan da istakne da u našoj zemlji postoji zakon o zaštiti životne sredine, koji nas obavezuje da vodimo računa o prirodnim resursima. Ne preporučuje se upotreba gotovih proizvoda koji su prošli posebnu obradu i koji su pogodni za ljudsku ishranu (žitarice, testenine, brašno, mahunarke). Za rad koristite samo proizvode kojima je istekao rok trajanja.

Za rad s različitim materijalima odabiru se posebni alati.

Alati za obeležavanje i merenje.

Olovke– za označavanje detalja na drvetu potrebne su tvrde olovke 2. razreda T i 3 T. Ugao oštrenja olovke treba biti oštar. Prilikom označavanja, olovku se mora držati pod blagim nagibom u smjeru njenog kretanja i čvrsto pritisnuti na rub šablona ili ravnala;

Vladari- Za mjerenje obično koriste metalni lenjir ili mjernu traku. Za označavanje na drvetu prikladnije je koristiti debeli drveni ravnalo ili stolarski kvadrat. Označavanje okruglih dijelova vrši se stolarskim šestarom. Označavanje ravnih linija na metalu vrši se pisačem, na drvetu - mjeračem debljine.

Alati za rezanje.

Makaze- u procesu obrade češće se koriste kancelarijske i rijetko bravarske makaze.

Noževi- za rad se koriste dobro naoštreni noževi sa kratkom oštricom (90-100mm). Za cijepanje drva pogodnije je koristiti kosilicu - nož sa kraćom i debljom oštricom. U procesu rezanja, nož se drži ukoso, vodeći njegovo kretanje kažiprstom. Prirodni materijali se režu na postolje i daske za oblaganje.

Pile za nož i ubodne testere– dizajniran za testerisanje drveta i metala. Radi praktičnosti, obrađeni materijali su stegnuti u škripac ili stezaljku.

rezači žice- koristi se za odgrizanje žice, tankih grančica.

Stichel- uski rezač, koji ima oblik oštrog ugla ili luka u poprečnom presjeku (kutni i polukružni). Štičel se koristi za završnu obradu proizvoda od drveta (plosnato reljefno rezbarenje), linoleuma (kliše za linorez).

Alati za montažu.

Čekić- koristi se za sklapanje proizvoda sa ekserima. Pri radu čekićem treba paziti da učenik ne udari prste koji drže nokat.

Kliješta i kliješta sa okruglim nosom- koristi se pri radu sa žicom. Ovi alati se koriste za savijanje i uvrtanje žice.

Awl- koristi se za izradu rupa u mekim ili lakim materijalima za obradu. Piercing se izvodi na stalcima ili podložnim pločama.

Gimlet– Dizajniran za bušenje rupa u tvrđim materijalima. Rad s gimletom izvodi se na stalcima ili daskama za oblaganje.

Četkica za ljepilo- trebalo bi da bude teško. Širina četke se bira prema dimenzijama površine spojnog dijela.

Spojni dijelovi i materijali.

Nails- Veliki ekseri se ne koriste na časovima rada. Češće koriste brojeve 1, 2, 3, 4, što odgovara dužini nokta u centimetrima.

Pin- šipka za fiksno spajanje dijelova. Pribadaču je lako napraviti od šibice, grančice ili trake papira. Igla povezuje dijelove od žira, čunjeva, štukature.

Ljepilo- za spajanje prirodnih materijala koristi se PVA ljepilo, kazein ili stolarsko ljepilo. Plutajuće modele je bolje lijepiti kazeinskim ljepilom, PVA ljepilom, BF, Momentom. Lepljenje delova zahteva veliku pažnju. Ljepilo se nanosi na tanki materijal ili na zalijepljeni dio površine manjeg dijela. Suhi listovi se namažu ljepilom od sredine lista do rubova. Namazane listove pažljivo zalijepite nakon što upiju dio vlage. Ljepilo se nanosi na uske i duboke površine pomoću vrha šila umočenog u ljepilo.

Zadatak nastavnika tehnologije nije samo da obezbijedi učenike alatima i svim potrebnim materijalima, već i da ih održava u dobrom stanju. Noževi i makaze moraju biti propisno naoštreni, vrh šila i šila ne smije biti slomljen, turpija za ubodnu pilu mora biti dobro razvučena i prstenasta kao struna kada se dodirne prstom, okretni spojevi makaza i gravera moraju biti u u dobrom stanju, udarni dio čekića mora biti dobro pričvršćen na dršku. Na svakom času nastavnik je dužan da učenike upozna sa pravilima bezbednog rada sa alatima i nekim materijalima.

obrađenih materijala.

Drvo- najčešće se koristi u radu srednjoškolaca. U osnovnim razredima koriste se drvo bora, smreke, breze, lipe, kao i troslojna šperploča izrađena od njih. Drvo se pili u poprečnom smjeru nožnom i ubodnom pilom. Krajevi piljenog drveta se čiste turpijama, brusnim papirom. Oslikani drveni proizvodi uljanom bojom.

U osnovnim razredima učenici prave pokazivače, ekere, etikete za nastavu. Za proizvodnju takvih proizvoda potrebne su specifikacije dizajna. Na primjer, ploče za naljepnice moraju odgovarati navedenim dimenzijama, njihove ivice moraju biti brušene; klinovi moraju odgovarati zadatim dimenzijama po dužini, debljini, njihova površina mora biti obrađena turpijom i brusnim papirom.

Slama- osušene stabljike žitarica, češće koristiti slamu pšenice, raži, zobi. Slama se mora obraditi prije rada - ukloniti čvorove, sortirati internodije po dužini i debljini. Da bi se napravila slamnata vrpca, praznine se prelije vrelom vodom na jedan dan, a zatim se svaka slamka prereže po dužini i pegla vrućim željezom na drvenoj podlozi. U zavisnosti od temperature pegle, slama dobija različite nijanse boja. Aplikacije se izrađuju od slame, koristi se za intarziju proizvoda od drveta. Čuvajte slamu na suvom provetrenom mestu.

ljuska jajeta- odličan materijal za proizvodnju rasutih i ravnih proizvoda. Dobro je obojen prehrambenim bojama, dijelovi školjke su pričvršćeni na ljepilo, plastelin. Za proizvodnju rasutih proizvoda od jaja pomoću medicinske šprice potrebno je ukloniti sadržaj. Jaje se također puni zagrijanim parafinom pomoću šprica. Ukrašavanjem jaja raznim ukrasnim detaljima možete napraviti figure životinja, ptica, riba itd. Mozaik panel se može napraviti od oslikane ljuske jajeta tako da se površinu koju treba ispuniti prvo prekrije slojem plastelina.

listovi biljke- koristi se u sušenom obliku. Listovi se beru u jesen, sortiraju se po veličini, boji, obliku. Listovi se suše pod pritiskom, ili termički (pegla se peglom). Gotov materijal čuvajte na suvom mestu.

brezove kore- omiljeni materijal narodnih zanatlija. Kora breze se bere u proljeće ili rano ljeto, očišćena od prianjajućih čestica. Za praktičnost obrade, kora breze se popari u vrućoj vodi, podijeli u slojeve, isiječe u željene oblike. Osušite materijal na hladnom i suvom mestu.

Metali i legure- na nastavi često koriste tanku meku žicu, meki lim, foliju od aluminijuma, bakra, mesinga, cinka, kalaja, olova. Ručna obrada metala u hladnom stanju naziva se bravarskim radom. Takvi materijali se lako obrađuju makazama, rezačima žice, čekićima, kliještima i okruglim kliještima. Izrezane ivice dijelova obrađuju se turpijom ili brusnim papirom. Boja dijelova ili proizvoda može se mijenjati držanjem iznad plamena alkoholne lampe ili farbanjem bojama i lakovima za metal.

Rupe u tankom limu izrađuju se šilom, bušilicama. Na tankom plehu i foliji lako je napraviti udubljenja uz pomoć hajduka, hemijske olovke i savladati najjednostavnije tehnike čačkanja. Tanki lim se može savijati i uvijati čekićem, kliještima, okruglim kliještima.

Od žice se mogu oblikovati prstenovi, poligoni, spirale itd. Od žice se mogu praviti ravni konturni oblici i trodimenzionalni proizvodi, kao i okviri za mekane igračke. Tanka žica se može koristiti i kao spojni materijal.

Stucco materijali- glina, plastelin, plastika, gips, slano tijesto. Trenutno su dostupni u trgovinama. Glina se može nabaviti i pripremiti za rad sa učenicima.

Uljana glina je pogodna za modeliranje. Mršava glina sadrži veliku količinu nečistoća i pogodna je za rad nakon posebnog tretmana - elutriranja. Glina se bere ljeti, suši, drobi i prosijava. Zdrobljena glina se stavlja u veliku posudu (kada, rezervoar), napuni vodom i dobro promeša. Plutajuće nečistoće se uklanjaju. Teške nečistoće (šljunak, pijesak) talože se na dno, a male čestice gline ostaju u suspenziji. Ova tečna kompozicija se sipa u drugu posudu, ostavljajući velike nečistoće na dnu. Nakon nekog vremena, glina se slegne na dno. Voda se odvodi sa površine. Ovaj proces se zove elutriacija.

Prije početka rada, glina se prelije vodom, pomiješa. Dobro kuvana masa ne sme da se lepi za ruke. Od pripremljene gline se umota kobasica dužine 10 cm i debljine 1 cm i podiže na jednom kraju. Ako se kobasica ne raspadne, onda je glina spremna za upotrebu. Da biste poboljšali kvalitetu gline, možete dodati papirna vlakna i biljno ulje. Rade sa glinom na podlozi. Isecite glinu žicom ili konopom za pecanje. Proizvodi se lijevaju ručno, završni detalji se izrađuju hrpom ili posebnim žigovima.

Detalji izrađeni od štukature su povezani podmazivanjem, prešanjem ili iglama. Proizvodi od štuko materijala farbani su gvašom pomiješanim s PVA ljepilom (1x1, 2x1), akvarelima (med), lakirani ili glazirani (sjajna staklena legura fiksirana pečenjem, premazana na površini proizvoda). Sušite proizvode u muflnim pećima, na radijatorima ili na dobro provetrenoj površini.

plastike- hemijski proizvodi. U osnovnim razredima koristi se plastika koja se lako obrađuje - organsko staklo, pjenasta guma, pjenasta plastika, linoleum, najlon itd. Plastični blankovi se obrađuju rezanjem, bušenjem, mogu se farbati, spajati ljepilom, šivati. Igračke i suveniri izrađuju se od pjenaste gume i polistirenske pjene. Pjenasta guma se može koristiti za punjenje mekih igračaka.

Linoleum koristi se za izradu aplikacija ili klišea. Klišeji za linorez izrađuju se pomoću gravera. Boja (gvaš, štamparska boja) se nanosi na gotovu površinu klišea valjkom, stavlja se čist list papira i pegla glatkim predmetom. Dobijte otisak koji se zove otisak.

Otpadni materijali- pakovanje kutija, čepova, kolutova, tubica kreme, paste za zube, sintetičkih mreža za pakovanje povrća, buketa, praznih šipki, tuba i sl. Pravljenje korisnih stvari od otpadnih materijala uči učenike da budu štedljivi, razvija njihovu kreativnost, maštu, domišljatost.

Papier mache- najpristupačnija tehnika za proizvodnju rasutih proizvoda u osnovnim razredima. Za rad će vam trebati: novinski papir, pasta, gvaš. Kao oblik za proizvodnju volumetrijskih proizvoda, prikladni su posuđe, igračke, domaći oblici koji su napravljeni od plastelina. Pasta za rad se pravi od škroba ili brašna. Proizvodi se suše na dobro provetrenim i toplim mestima. Neravna mjesta na obrascima izravnavaju se brusnim papirom. Proizvodi su obojeni gvaš bojama pomiješanim sa PVA ljepilom u omjeru: 2 dijela boje i 1 dio ljepila.

Značajke obrade različitih materijala, metodologija proučavanja njihovih svojstava opisani su u brojnim metodološkim priručnicima, knjigama o umjetnosti i zanatima, časopisima o dizajnu i rukotvorstvu, u knjigama V.A. Baradulina, A.M. Gukasova, N.M. Konysheva, V.P. Kuznjecova i drugi.

Test pitanja.

1. Koji materijali se nazivaju prirodnim?

2. Koja je posebnost skladištenja raznih materijala?

3. Po kom principu se vrši odabir različitih materijala za rad sa učenicima osnovnih škola?

4. Koji spojni materijali se koriste za sklapanje proizvoda od prirodnih materijala?

Zadaci za samostalan rad.

1. Pronađite (u štampanim ili elektronskim izvorima) i proučavajte materijal koji sadrži informacije o svojstvima prirodnih materijala, načinima njihove pripreme i skladištenja, tehnikama obrade.

2. Odaberite literaturu koja pokriva tehnologiju izrade proizvoda od različitih materijala.

Zadaci za laboratorijske radove.

1. Analizirati sadržaj modula: "Tehnologija obrade konstrukcijskih materijala i mašinstvo" u programu "Tehnologija". Istaknite vještine koje autori programa preporučuju da se formiraju kod učenika osnovnih škola u procesu obrade različitih materijala.

2. Razviti plan za izvođenje eksperimenta za učenike 3. razreda da uoče svojstva jednog od specifičnih prirodnih materijala.

3. Razviti sažetak lekcije koji ima za cilj naučiti kako obraditi jedan od umjetnih materijala.

4. Napravite 1 uzorak proizvoda od prirodnih materijala, vještačkih materijala i otpadnih materijala kako biste ih demonstrirali na časovima tehnike u osnovnim razredima.

5. Izradite kartice s uputama kako biste učenike naučili kako sastaviti jedan od proizvoda od različitih materijala.